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机车牵引电机转子系统的非线性动力学研究
| 论文题名： | 机车牵引电机转子系统的非线性动力学研究 |
| 关键词： | 机车牵引电机;转子系统;非线性动力学;混沌运动;动态响应 |
| 摘要： | 近年来，随着科学和技术的快速发展，我国高速列车、城市轨道交通不仅获得了迅猛的发展而且不断向着高速化、重载化的方向前进，因此提高机车牵引电机转子系统的稳定性和可靠性势在必行。由于牵引电机直接安装在轮对和转向架上，因此提高牵引电机转子系统的稳定性对提高机车运行品质、确保运行安全、降低轮轨作用力有着重要的影响。 首先，本文以非线性动力学、转子动力学理论为基础，针对牵引电机转子系统的具体特点，由摩擦定律及牛顿第二定律建立了系统在不同工况下的非线性动力学模型并对其进行了无量纲化。然后采用四阶变步长Runge-Kutta法对系统进行数值求解，并借助Poincare映射图、分岔图、轴心轨迹图、相图、时间历程图等对系统的非线性振动特性进行了分析。 其次，本文将牵引电机转子系统简化为单圆盘转子碰摩系统，通过数值计算分析了以偏心距、转速比等主要参数变化时牵引电机转子碰摩系统的非线性动态响应特性。计算结果表明，系统在转速比较小时系统处于稳定的周期运动，随着转速比的增加系统通过周期倍化分岔进入拟周期、混沌运动，当转速比超过一定值时系统的响应主要以混沌运动为主。 最后，当考虑非线性Hertz接触力和碰摩力时系统的非线性主要是由赫兹接触力和轴承的径向间隙造成的。结果表明，当牵引电机转子系统的转速变化时，系统的动态响应不仅出现了周期响应、拟周期响应和混沌响应，而且出现了由周期一运动直接跳跃到混沌的现象。在较低转速时系统主要以周期运动为主，随着转速的增加系统响应的不稳定区间将增多;混沌的出现在很大程度上依赖于轴承径向间隙的变化，随着径向间隙的增大，不稳定区和混沌响应区将变多且范围也会增加。 |
| 作者： | 姬烽烽 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 金花;高伟东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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