滚动轴承变柔度(varying compliance,VC)振动是转子系统不可避免的激励形式,属于轴承-转子动力学领域的基本科学问题.由于Hertzian接触非线性、间隙(轴承游隙)非线性和时变柔度参激非线性的耦合作用,系统具有显著的VC滞后共振特性,影响轴承自身乃至其支承转子系统运动的稳定性和安全性,相关问题得到持续关注.根据非线性振动基本理论,参激系统往往具有丰富的主共振、内共振、超谐、亚谐和组合共振行为.然而,相对于国内外大量有关滚动轴承VC参激主共振的研究,其他共振类型的研究甚少.基于此,该研究将针对球轴承-刚性Jeffcott转子系统VC振动亚谐共振问题展开研究.采用谐波平衡-频时转换(harmonic balance and alternating frequency/time domain,HB-AFT)方法追踪系统的VC周期运动分枝,并结合Floquet理论分析了系统亚谐共振行为的演化机制,发现系统1/2阶亚谐共振同样具有滞后跳跃行为.在此基础上,指出系统1/2阶亚谐运动包含复杂的1∶2和1∶4内共振现象,会引起球轴承不同自由度方向强烈的耦合振动.另外,研究发现在亚谐共振区间之间存在由二次Hopf分岔触发的滞后组合共振行为.最后,该研究探讨了轴承径向游隙和阻尼系数对系统VC亚谐共振的影响.相关结果对球轴承VC共振的动力学控制有一定的参考意义.

球轴承;变柔度(VC)振动;亚谐共振;内共振;组合共振;分岔

朱宇杰;张智勇;陈毅恒;芮筱亭;SATTEL Thomas;陈予恕;杨绍普

南京理工大学理学院,南京210094;南京理工大学发射动力学研究所,南京210094;伊尔默瑙工业大学机械工程学院,伊尔默瑙98684;哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨150001;石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室,石家庄050043

振动与冲击

[1]朱宇杰;张智勇;陈毅恒;芮筱亭;SATTEL Thomas;陈予恕;杨绍普-.球轴承变柔度1/2阶亚谐共振的滞后特性及其分岔机理)[J].振动与冲击,2022(02):1-10

亚谐共振,Hertzian

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