磁液双悬浮轴承单自由度自治支承系统的奇点特性及参数分叉研究_第1页
磁液双悬浮轴承单自由度自治支承系统的奇点特性及参数分叉研究_第2页
磁液双悬浮轴承单自由度自治支承系统的奇点特性及参数分叉研究_第3页
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文档简介

研究背景该论文的研究背景是为了解决主动电磁轴承的承载能力及其刚度提升受限的“技术瓶颈”，本项目组首次将静压支承理念引入到主动电磁轴承中，构思了一种以电磁悬浮为主、静压支承为辅的磁液双悬浮轴承，大幅提升承载能力及其刚度，增加运行稳定性及其可靠性，延长服役寿命，特别适合于中速重载、大承载能力、高运行稳定性的工况及其工况。而由于电磁系统为大气隙、弱阻尼、负刚度、吸力型支承系统，而液体系统则为小间隙、强阻尼、正刚度、斥力型支承系统，且二者均表现出较为丰富的非线性特征，且共同支承时相互耦合，互相干扰，进一步加剧了磁液双悬浮轴承的非线性复杂程度及其解耦调控难度，引发静动态分岔、混沌等失稳失控特征，降低磁液双悬浮轴承的运行稳定性及其可靠性。图1

轴承本体结构图2

轴承径向单元剖视图研究方法本文根据麦克斯韦电磁吸引力公式和NS方程，建立初始状态、工作状态下的单自由度支承系统非线性数学模型。分析单参数变化下的静态分岔行为规律，确定静态分岔行为的参数范围，得到参数变化时的平衡奇点性质转换规律，仿真得到相轨迹曲线、x-t图和吸引盆变化曲线。根据Hopf分岔理论，分析磁液双悬浮轴承的Hopf分岔行为规律，判断发生Hopf分岔行为时的参数范围。文章创新点该论文的创新点主要在于：揭示了磁液双悬浮轴承的调节控制机理（如图3所示），分析了平衡奇点随磁液比例系数的影响变化规律，仿真得到了单自由度支承系统的吸引盘形状及其内在演变规律，揭示单自由度自治支承系统静态参数分岔产生的根本原因，并提出了避免参数分岔的有效措施。图3

磁液双悬浮轴承控制原理结论（1）当磁液比例系数小于1.5时，单自由度支承系统存在一个稳定的焦点/结点，所有的相轨迹收敛于该焦点/结点；当磁液比例系数在1.5至2.5之间时，吸引盘的形状变化较明显，转子运行在不稳定状态区间；当磁液比例系数大于2.5时，存在两个稳定的焦点/结点，转子运行较为稳定。（2）为了避免转子发生静态分岔，可以采取以下两种措施：一是适当减小磁液比例系数；二是在磁极/导磁套表面增加镀锌层，以减小电磁力的曲线

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