复杂牵连运动下船用转子-轴承系统的非线性动力学研究

杜宝祥; 李明

doi:DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.006

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复杂牵连运动下船用转子-轴承系统的非线性动力学研究

·振动·噪声·监测·诊断· | 更新时间：2025-05-19

- 复杂牵连运动下船用转子-轴承系统的非线性动力学研究
- RESEARCH ON NONLINEAR DYNAMICS OF MARINE ROTOR-BEARING SYSTEM UNDER COMPLEX TRANSPORT MOTIONS
- 机械强度 2025年47卷第5期页码：46-54
- 作者机构：
  
  西安科技大学理学院力学系，西安 710054
- 作者简介：
  
  杜宝祥，男，1996年生，山东滕州人，硕士研究生；主要研究方向为转子动力学；E-mail：442309082@qq.com。
  李明，男，1963年生，江苏苏州人，教授，博士研究生导师；主要研究方向为转子动力学、非线性振动；E-mail：Limxust@xust.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(11972282)
- DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.006
  中图分类号： TH113;O322
- 收稿日期：2023-08-09，
  
  修回日期：2023-11-27，
  
  纸质出版日期：2025-05-15
- 稿件说明：
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杜宝祥，李明. 复杂牵连运动下船用转子-轴承系统的非线性动力学研究［J］. 机械强度，2025，47（5）：46-54.

DU Baoxiang，LI Ming. Research on nonlinear dynamics of marine rotor-bearing system under complex transport motions［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（5）：46-54.
杜宝祥，李明. 复杂牵连运动下船用转子-轴承系统的非线性动力学研究［J］. 机械强度，2025，47（5）：46-54. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.006.

DU Baoxiang，LI Ming. Research on nonlinear dynamics of marine rotor-bearing system under complex transport motions［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（5）：46-54. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.05.006.

摘要

为揭示复杂牵连运动（垂荡、横荡、艏摇和纵摇）下船用转子-轴承系统的非线性动力学行为，基于Lagrange方程建立了包含非线性油膜力和牵连惯性力的转子-轴承系统的动力学模型。主要分析了转子转速和牵连运动参数对系统非线性动力学行为的影响。结果表明，考虑垂荡、横荡、艏摇、纵摇耦合运动后，比不考虑此运动时系统的振幅及油膜涡动区间要大；受耦合牵连运动的影响，转子会在较低转速下发生明显偏转；在一定转速下，随着垂荡幅值、横荡频率或横荡幅值的增加，系统振动响应出现由油膜涡动引起的幅值突跳现象，系统运动状态历经准周期和混沌，而随横荡频率、艏摇幅值、艏摇频率、纵摇幅值或纵摇频率的增加，系统始终处于准周期振动状态，但转子的振动幅值有不同程度的增大。

Abstract

In order to reveal the nonlinear dynamics behavior of the marine rotor-bearing system under complex transport motions (heaving

swaying

yawing and pitching)

the dynamical model of the rotor-bearing system with the nonlinear oil film force and transport inertial forces was built based on

Lagrange’s equation.The effects of the rotating speed and transport motion parameters on the nonlinear dynamics behaviors of the system were mainly analyzed. The results show that the amplitude and oil film whirl interval of the system are larger when considering the coupling motion of heaving

swaying

yawing and pitching than those when not considering this motion. Affected by the coupled transport motion

the rotor will deflect obviously at a lower speed. At a certain rotational speed

with the increase of heaving amplitude

swaying frequency or swaying amplitude

the amplitude jump phenomenon caused by the oil whirl appears in the vibration response of the system， and the motion state of the system undergoes quasi-periodic and chaos. With the increase of swaying frequency

yawing amplitude

yawing frequency

pitching amplitude or pitching frequency

the system is always in a quasi-periodic vibration state

but the vibration amplitude of the rotor increases in varying degrees.

关键词

Keywords

references

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