旋转机械非线性动力学研究

本书主要介绍旋转机械非线性动力学。全书共分7章，分别介绍了旋转机械非线性动力学的 意义与现状；旋转机械结构和振动机理分析；分岔与混沌；非线性动力系统的数值分析；轴承非 线性动力学分析；齿轮非线性动力学分析；转子非线性动力学分析等内容。 本书可供高等院校、研究院所以及企业中从事旋转机械非线性动力学等相关研究领域的科技 人员使用参考。

　　随着弹性流体动力润滑理论的发展，轴承润滑理论及相应计算得到了较大进展。Harris在Jones基础上，假定不同位置、不同方位角处滚动体转速不同，同时考虑了润滑剂、惯性力对滚动体的阻力，完善了滚动轴承拟静力学分析方法，并建立了轴承保持架、轴承滚动体、轴承内圈的方程，求解方程组可得轴承变形、轴承滚动体的公、白转速度等参数。

　　Waiters首次建立了球轴承的动力学分析模型，采用多体系统动力学的方法，建立了球轴承滚动体四自由度方程和保持架六自由度模型，此模型考虑了滚动体的滑动，可以模拟滚动体和保持架的运动，但此模型对滚动体的运动进行了约束假设。Gupta在此基础上建立了轴承动力学分析模型，研究了轴承中复杂的运动和受力状态，系统地分析了轴承零件的速度变化和相应的惯性力影响，但模型中未考虑油阻尼和材料滞后阻尼的影响，对碰撞接触等按完全接触和弹性接触处理。

　　Kannel建立了简化的球轴承动力学分析程序CAGEDYN(CAGEDYNamics)，其力学模型是平面模型，保持架只有三个自由度，保持架／球、保持架／套圈间的接触采用假设的封闭解。Boesiger建立了球轴承动力学模型，球只有公转和白转两个自由度，忽略球径向运动的自由度；采用保持架平面模型进行分析，球和保持架被认为是可有局部变形的刚体，忽略了球上离心载荷和陀螺力矩的影响；保持架运动具有三个自由度，且可以非对称。Meeks在1985年建立了角接触球轴承动力学模型。模型将滚动体与保持架及保持架与套圈之间的接触按非完全弹性接触处理，但模型采用了与Walters相同的滚动体运动约束假设，忽略了滚动体的径向运动。Meeks在1996年对这一模型进行改进，考虑了流体润滑，但模型对轴承内部各零件的流体作用力分析较少。Guangyoung Sun等建立了轴承动力学模型，求解模型得出动态接触载荷，进而预测轴承寿命。Cretu等建立了圆锥滚子轴承拟动力学模型，计算获得载荷分布、接触区压力分布、保持架打滑率、滚动体和保持架的碰撞力。Hagiu建立了一个动态理论分析模型，该模型考虑了赫兹接触弹性变形、润滑油膜油楔和阻尼影响。但此模型只对磨床主轴高速角接触球轴承整体的刚性和阻尼性能进行分析，没有考虑保持架的动力学问题。Houpert建立了轴承的数值仿真模型，并对保持架的受力分析进行了深入的研究，研究了滚动体或滚动体与保持架的接触状态的改变以及受力的计算，但其保持架只是平面模型。