螺杆泵转子在定子型腔中与定子型腔接触时包括圆弧段接触和直线段接触,不同的接触段转子的受力不同。建立了螺杆泵转子与定子型腔直线段接触的动力学模型,通过数值仿真,分析了转子转速对系统响应的影响规律。结果表明转子与定子型腔一直存在接触碰摩,随着转子转速的增加,转子回转中心的回转半径在一定范围内呈周期性变化。

碟式分离机工作转速常在一阶临界转速之上,当转子系统设计不合理时,运行过程中容易产生共振。基于DyRoBeS软件,建立某型碟式分离机的转子系统模型,通过改变支承刚度、支承跨距、悬臂长度等参数,探究其对碟式分离机动力学特性的影响。结果表明在一定范围内,轴系一阶临界转速与支承刚度、支承跨距呈正相关,而与悬臂长度呈负相关;轴系不平衡响应峰值与支承刚度、悬臂长度呈正相关,而与支承跨距呈负相关;轴系应力与三者均呈正相关。

针对传统算法难以准确提取强背景噪声下航空发动机转子系统微弱故障特征的问题,提出了变分非线性调频模态分解(VNCMD)结合Birge-Massart阈值降噪的航空发动机转子故障诊断方法。首先利用VNCMD对转子故障信号进行分解,根据峭度值及相关系数准则筛选有效信号分量,然后采用Birge-Massart阈值降噪方法对该信号分量进行降噪处理,最后对降噪后的信号进行包络解调,提取出转子故障特征信息。并通过对比经验模态分解(EMD)结合Birge-Massart阈值降噪的方法的实验结果,结果表明该方法能够有效提升转子系统故障信息提取能力,实现转子系统故障更有效的诊断。

建立了转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的动力学计算模型,分析了挤压油膜阻尼器对滑动轴承-转子系统的强迫振动的影响、挤压油膜阻尼器的刚度和阻尼搭配关系以及转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的自由振动稳定性问题。研究结果表明,合理的外弹性支承可以使系统的振幅得到有效控制,而且也提高了系统的稳定性;如要减小系统的振幅可以通过一个低的支承刚度和一个合适的阻尼来实现。在小的支撑刚度的情况下,存在一个很宽的支承阻尼域,此域可以获得低幅值的不平衡响应。

从理论上探讨了用可控挤压油膜阻尼器进行转子系统振动主动控制的可行性 ,研究了油膜间隙变化时转子动力学特性的变化规律 ,进而设计了锥型可控挤压油膜阻尼器 ,进行了主动控制理论与实验研究 。

为研究不同轴径比转子系统对航空泵功重比的影响,建立了十一柱塞航空液压泵缸体、传动轴、支撑轴承这3部分组成的转子系统。首先,建立了泵排量、流量和功率的计算模型,基于排量不变原则,设计了16组不同轴径比的航空柱塞泵转子系统,并对缸体强度进行理论校核;然后建立了转子系统的功重比计算模型;最后,通过对缸体强度有限元仿真计算和功重比理论计算,得到了重构建的不同轴径比缸体能够满足转子系统的强度要求和不同轴径比转子系统对功重比的影响规律。为后续航空液压泵的不平衡响应分析以及缸体结构优化设计提供了理论支撑。

利用自制磁流变液及其可控简单、成本低等优点,提出了一种使用磁流变液润滑的可控浮环轴承。采用Herschel-Bulkley模型对包含剪切稀化效应的磁流变液剪切特性进行了建模;通过自制的磁流变仪测试系统测试并识别了所制磁流变液的模型参数;利用识别的参数分析了磁流变液润滑浮环轴承的动态特性及可控性;分析了采用此种轴承的转子系统的抑振效果。结果表明,磁流变液润滑浮环轴承在外加磁场后有较好的振动抑制作用。同时,相较于磁流变液润滑普通滑动轴承,磁流变液润滑浮环轴承有更好的抑振效果,且减小了轴颈摩擦力矩,降低了摩擦功耗。

以十一柱塞高速轴向航空柱塞泵为研究对象,建立航空泵转子系统集中质量模型,采用传递矩阵法分析其临界转速;通过修正轴向支承位置等参数,研究其对系统临界转速的影响;最后,通过转子试验台完成对转子系统临界转速验证实验。针对实验模型,按照提出的方法进行建模,并采用传递矩阵法分析实验转子系统临界转速验证所用方法的正确性。

为了通过监测电机定子电流来实现作用于转子系统正弦载荷的识别，提出了两种载荷定量的方法。方法一建立异步电机～转子系统机电耦合方程，由已知的三相电流求解方程得到了原载荷。方法二结合支持向量机和希尔伯特模量法，根据定子电流信息确定了作用在转子系统上正弦载荷的幅值和频率，进而还原出载荷。通过搭建的转子系统实验台，进行了载荷定量的实例识别，所得的结果验证了两种方法的有效性并根据识别结果分析了两种方法各自的优缺点。

为了深入地研究转子-轴承系统的分岔规律，揭示转子系统丰富的非线性动力学行为，采用短轴承非稳态非线性油膜力的一般数学模型获得圆柱轴承的非线性油膜力表达式。在一定参数条件下，采用非线性动力学理论和方法，对刚性Jeffcott转子系统的动力学特性进行了分析。通过计算得到了系统的分叉图、时间历程、轴心轨迹、相图及Poincare映射图。计算结果表明-在特定的参数域内系统存在丰富的非线性动力学行为。该方法收敛速度快、精度高，为定性控制转子-轴承系统的稳定运行状态提供了理论依据。