強非線形ばね特性をもつ多自由度回転軸系のカオス振動の原因の研究

强非线性弹簧特性多自由度转轴系统混沌振动原因研究

• 批准号: 02F00079
• 负责人: 石田 幸男
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00079/
• 关键词: 回転軸; 非線形振動; ノーマルモード; 自励振動; 接触振動

回転機械には複数のロータが継ぎ手で結合された多スパンロータ系が多くみられる.また,軸受のクリアランスなどに起因して,復元力が極めて強い非線形特性をもつことがある。この研究では,多自由度非線形系の例として,非線形ばね特性をもつ2つのロータが直列に接続された回転軸系をとりあげ,そこに発生する各種の非線形現象を,非線形ノーマルモードという観点から調べた.まず,解析モデルを構築した.つぎに,数値シミュレーションにより振幅変化,安定性,発生範囲などを調べた.その結果,回転体の不つりあいが小さいほうのロータの共振が不つりあいの大きい方のロータより大きくなるということを見つけた.これをモード局在化という.これは振動診断技術の観点から,非常に重要な内容である.さらに分岐現象など,非線形特有に現象も明らかにした.この現象を理論解析によっても調べ,シミュレーション結果とよく一致する共振曲線などを得た.さらに,弾性軸に1個のロータを取り付けた回転軸を2つ直列にし,その間をやわらかいばね剛性をもつカップリングで結合した実験装置を製作した.この装置を用い,上記の現象を検証した.

旋转机械中经常出现多跨度转子系统，其中多个转子通过接头连接。而且，由于轴承间隙等原因，恢复力可能具有极强的非线性特性。在本研究中，我们以两个具有非线性弹簧特性的转子串联的转轴系统作为多自由度非线性系统的例子，从首先，分析模型。接下来，我们通过数值模拟研究了振幅变化、稳定性、发生范围等。结果发现，不平衡量较小的转子的共振要大于不平衡量较大的转子的共振。这称为模态局部化，从振动诊断技术的角度来看非常重要。我们还阐明了非线性特有的现象，例如分岔现象。我们还通过理论分析、仿真结果和很好地研究了这种现象。我们获得了匹配的共振曲线等。此外，我们创建了一个实验装置，其中两个旋转轴，每个旋转轴附有一个弹性轴，与具有软弹簧刚度的联轴器串联连接，我们用这种方法来验证。以上现象。

项目成果

Hossain Md.Zahid, 薮野浩司, 井上剛志, 石田幸男, 神田亮: "結合されたロータの非線形のノーマルモード"日本機械学会北海道支部第43回講演会概要集. No.132-1. 166-167 (2003)

Hossain Md.Zahid、Koji Yabuno、Tsuyoshi Inoue、Yukio Ishida、Ryo Kanda：“耦合转子的非线性正常模式”日本机械工程师学会第 43 届北海道分会摘要第 132-167 号。 ）

神田亮, 薮野浩司, Hossain Md.Zahid, 井上剛志, 石田幸男: "強制加振される二自由度非線形系に生じる非線形ノーマルモード"日本機械学会D&D Conference 2003. (CD-rom). (2003)

Ryo Kanda、Koji Yabuno、Hossain Md.Zahid、Tsuyoshi Inoue、Yukio Ishida：“受到强迫振动的二自由度非线性系统中出现的非线性简正模态”日本机械工程师学会 D&D 会议 2003 年。（CD-罗姆）。（2003）

石田幸男, H.Zahid, 井上剛志, 安田聡: "高速回転機械における接触ふれまわり現象"日本機械学会D&D Conference 2003. (発表予定). (2003)

Yukio Ishida、H.Zahid、Tsuyoshi Inoue、Satoshi Yasuda：“高速旋转机器中的接触涡流现象”日本机械工程师学会 D&D 会议 2003 年。（演示文稿预定）。