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机车牵引电机滚动轴承-转子系统的非线性特性研究
| 论文题名： | 机车牵引电机滚动轴承-转子系统的非线性特性研究 |
| 关键词： | 铁路机车;牵引电机;滚动轴承;转子;非线性特性 |
| 摘要： | 混沌现象是非线性系统的共同属性，混沌导致的振荡和不规则运动会使机械系统产生故障，因此在设计机械系统的过程中应尽量抑制或消除混沌现象的产生。随着非线性理论的发展和完善，人们对转子非线性动力学问题的研究越来越多，但人们对机车牵引电机转子系统的研究却很少。机车牵引电机是机车驱动系统的重要部件，机车运行时牵引电机转子的受力情况极为复杂，其运行的稳定性严重影响着机车行驶的安全性。随着我国铁路行业逐渐向高速化的方向发展，机车牵引电机的牵引问题也越来越受到国内的重视，因此研究机车牵引电机转子的非线性问题对我国铁路行业的发展具有重要的意义。 本文针对机车牵引电机转子系统，根据转子系统的受力情况，综合考虑了滚动轴承非线性赫兹接触力、转子不平衡力、碰摩故障和电机牵引特性等因素，建立了滚动轴承-转子耦合系统的非线性动力学模型。应用龙格库塔法求解了系统的非线性响应，利用分岔图、相平面图、时间历程图、频谱图、Poincare截面图、轴心轨迹图等方法分析了系统的非线性振动特性，发现了系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动、混沌运动等状态，探讨了转速、偏心距、轴承径向间隙等参数对系统非线性振动特性的影响，为机车牵引电机转子系统的非线性动力学研究提供了理论依据。 利用Floquet理论分析了牵引电机滚动轴承-转子耦合系统周期运动的稳定性，发现了系统失稳的三种方式，即鞍结分岔、倍周期分岔和Naimark-Sacker分岔，揭示了机车牵引电机转子系统运动失稳的情况。最后讨论了阻尼对系统稳定性的影响，研究发现，阻尼的增大会使系统的稳定区间变宽，发生失稳的临界转速变大。 |
| 作者： | 史德龙 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 王俊国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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