趙先鋒 楊洋? 王子堯 路寬 曾勁 楊翊仁

(1. 西南交通大學(xué) 力學(xué)與航空航天學(xué)院,成都 610031)

(2. 中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院,北京 101304)

(3. 西北工業(yè)大學(xué) 力學(xué)與土木建筑學(xué)院,西安 710072)

引言

彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器(ERSFD)充分結(jié)合擠壓油膜阻尼器(SFD)減振特性和支承彈性特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中[1].對(duì)于傳統(tǒng)的擠壓油膜阻尼器而言,當(dāng)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)較為嚴(yán)重時(shí),極易誘發(fā)油膜振蕩、振動(dòng)突跳等不利現(xiàn)象,對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生不良影響[2].相較于此,彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器在油膜間隙中引入了附加的彈性環(huán)結(jié)構(gòu),并且彈性環(huán)內(nèi)外側(cè)均具有交錯(cuò)分布的弧形凸臺(tái),能夠?qū)⑤S承外環(huán)與軸承座之間的間隙分割成多個(gè)獨(dú)立的油膜區(qū)域,有效避免油膜振蕩的發(fā)生.其中,靠近軸承座的部分稱其為外油膜,而與之相反的稱其為內(nèi)油膜.當(dāng)潤滑油受到擠壓產(chǎn)生油膜力時(shí),該作用力會(huì)傳遞到彈性環(huán)上,繼而引起結(jié)構(gòu)變形.同時(shí)彈性環(huán)變形亦會(huì)引起油膜間隙發(fā)生變化,導(dǎo)致油膜力發(fā)生改變.由此可以發(fā)現(xiàn),彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器中存在典型的雙向流固耦合現(xiàn)象.

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)ERSFD進(jìn)行了廣泛研究.周明等[3]基于流體動(dòng)壓理論,提出了彈性環(huán)擠壓油膜的減振機(jī)理.Xu等[4]利用有限元法研究了ERSFD滲油孔的分布對(duì)油膜阻尼特性的影響,探討了油膜力與孔口位置在軸向和圓周方向的關(guān)系,結(jié)果表明:孔口分布可以調(diào)節(jié)阻尼系數(shù).周海侖等[5]采用雙向流固耦合原理及動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),計(jì)算了內(nèi)外層油膜的壓力,開展了凸凹臺(tái)數(shù)量、幾何尺寸和油膜間隙對(duì)油膜動(dòng)力特性的影響規(guī)律.李巖等[6]研究了配合關(guān)系對(duì)油膜阻尼器減振特性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:彈性環(huán)內(nèi)凸臺(tái)為過盈配合時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致阻尼器減振失效.王震林等[7]基于厚板理論建立了彈性環(huán)的運(yùn)動(dòng)方程,采用分時(shí)迭代方法將彈性環(huán)-油膜的控制方程進(jìn)行耦合求解,結(jié)果顯示:剛度主要與彈性環(huán)厚度有關(guān),阻尼主要取決于凸臺(tái)高度.江志敏等[8]采用流固耦合技術(shù)模擬二維ERSFD,發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)流孔處流速較大,并探討了ERSFD的減振機(jī)理以及與傳統(tǒng)SFD在減振機(jī)理上的行為差異.該結(jié)果表明:ERSFD油膜壓力呈現(xiàn)出與油腔間隔相關(guān)的階梯狀分布.Chen等[9]研究一種帶ERSFD的螺旋錐齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型,發(fā)現(xiàn)了ERSFD支承具有良好的減振效果.

此外,圍繞ERSFD支撐下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究亦取得了一定的研究進(jìn)展.針對(duì)組合支撐的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),羅忠等[10]進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)述,闡明了不同支承的力學(xué)特征.Pang等[11]利用平均法分析了ERSFD軸承參數(shù)與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分岔行為的潛在關(guān)聯(lián).何洪等[12]對(duì)ERSFD支承的增壓轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性進(jìn)行研究,分析彈性環(huán)阻尼器交叉剛度的影響甚小.Han等[13]基于半解析法求解ERSFD支承下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征,揭示了油膜特性和突加激勵(lì)對(duì)其影響規(guī)律.楊洋等[14]建立了雙盤轉(zhuǎn)子模型,研究不平衡故障下碰摩非線性行為.曹磊等[15]研究了ERSFD支承下轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,證實(shí)影響臨界轉(zhuǎn)速的最大因素體現(xiàn)在凸臺(tái)處的接觸狀態(tài).李兵等[16]實(shí)驗(yàn)探究了彈性環(huán)凸臺(tái)高度、供油條件、滑油溫度和不平衡量等條件下ERSFD的動(dòng)力學(xué)特性,結(jié)合轉(zhuǎn)子振動(dòng)響應(yīng),發(fā)現(xiàn)彈性環(huán)凸臺(tái)高度較小時(shí),系統(tǒng)的減振特性更為理想.張蕊華等[17]提出了一種擠壓油膜阻尼器的剛度分析方法,采用將油膜剛度和外環(huán)進(jìn)行串聯(lián)得到其等效剛度.熊萬里等[18]基于Navier-Stokes方程動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),發(fā)展了一種計(jì)算ERSFD軸承剛度和阻尼的新方法.

綜上所述,關(guān)于ERSFD支撐下柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性的研究尚不充分.針對(duì)這一情況,本文首先借助ANSYS WORKBENCH仿真平臺(tái)對(duì)ERSFD進(jìn)行雙向流固耦合分析,辨識(shí)出不同軸頸渦動(dòng)下ERSFD所提供的等效剛度和等效阻尼.在此基礎(chǔ)上,將其引入至柔性轉(zhuǎn)子中,進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)非線性動(dòng)力學(xué)特性研究,給出不同運(yùn)行工況下系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性.通過對(duì)比線性支承和非線性支承,對(duì)比分析ERSFD引發(fā)的非線性動(dòng)態(tài)特征.研究結(jié)果以期為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和故障診斷提供一定的技術(shù)支持.

1 彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器雙向流固耦合分析

1.1 ERSFD結(jié)構(gòu)建模

根據(jù)表1給出的某轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器(ERSFD)結(jié)構(gòu)參數(shù),利用SOLIDWORK進(jìn)行精細(xì)化實(shí)體建模,如圖1所示.其中,彈性環(huán)上依次分布了內(nèi)外交錯(cuò)的凸臺(tái),將油膜形成錯(cuò)落有致的內(nèi)外兩層,且內(nèi)外層油膜之間通過導(dǎo)流孔連接.

圖1 ERSFD結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of ERSFD structure

為獲取彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器的支承力學(xué)特性,采用雙向流固耦合方式進(jìn)行數(shù)值分析,其計(jì)算流程圖如圖2所示.首先將ERSFD實(shí)體模型導(dǎo)入至WORKBENCH中進(jìn)行切塊化網(wǎng)格劃分,并結(jié)合彈性環(huán)結(jié)構(gòu)區(qū)域和油膜分布區(qū)域進(jìn)行相關(guān)界定,依次定義為SOLID和FLUID區(qū)域.為反映結(jié)構(gòu)和流體之間實(shí)時(shí)的相互作用,利用TRANSIENT STRUCTURE和CFX進(jìn)行耦合計(jì)算.在當(dāng)前時(shí)間步下,分別對(duì)彈性環(huán)變形和油膜壓力收斂性進(jìn)行判斷,將收斂后結(jié)果在耦合系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換,并進(jìn)行總體收斂性判斷.倘若結(jié)果收斂,則進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間步計(jì)算,否則重復(fù)上述計(jì)算直至收斂.

圖2 雙向流固耦合計(jì)算流程圖Fig.2 Chart of bidirectional fluid-structure coupling calculation

在ERSFD運(yùn)行過程中,將彈性環(huán)內(nèi)凸臺(tái)與轉(zhuǎn)子軸頸進(jìn)行緊密接觸處理,兩者接觸面上具有相同的運(yùn)動(dòng)形式,并且忽略軸頸與內(nèi)凸臺(tái)的摩擦效應(yīng).同時(shí),外凸臺(tái)與阻尼器外殼之間的摩擦亦不予考慮.彈性環(huán)邊界條件設(shè)置如下:(1) 彈性環(huán)軸向方向施加遠(yuǎn)程位移約束,限制其軸向和繞三個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng);(2) 流體和固體接觸面建立流固耦合面,在該面上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞;(3) 彈性環(huán)外凸臺(tái)處施加固定約束;(4) 由于轉(zhuǎn)軸受到不平衡激勵(lì)的作用,軸頸的運(yùn)動(dòng)形式以渦動(dòng)形式為主,不考慮轉(zhuǎn)軸本身的自轉(zhuǎn),所以施加周期位移激勵(lì),以模擬軸頸渦動(dòng),其具體表示形式如下:

xin=einsin(ωt)

yin=eincos(ωt)

(1)

其中,xin、yin分別為x,y方向位移,ein表示軸徑激勵(lì)幅度,ω表示轉(zhuǎn)子運(yùn)行轉(zhuǎn)速.

此外,在流體域中邊界條件相關(guān)設(shè)置如下:(1) 外層油膜壁面固定;(2) 油膜兩端進(jìn)行密封處理;(3) 設(shè)立相對(duì)應(yīng)的流固耦合面,用于進(jìn)行流體與固體的數(shù)據(jù)交換;(4) 在內(nèi)層油膜與軸頸接觸處施加相同的位移激勵(lì),如圖3所示.

(a) 彈性環(huán)邊界條件

1.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證

本節(jié)通過網(wǎng)格無關(guān)性來驗(yàn)證所建立的有限元模型的正確性,網(wǎng)格無關(guān)性保證網(wǎng)格對(duì)結(jié)果影響較小.由于潤滑油黏度較大,流體模型采用層流模型,殘差小于10-4認(rèn)為收斂,邊界條件如上節(jié)所述.軸頸激勵(lì)幅值為0.02mm,時(shí)間步長為0.0001s進(jìn)行計(jì)算,得到結(jié)果如圖4.發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格數(shù)超過20萬時(shí)對(duì)結(jié)果影響較小,因此下面的計(jì)算采用此套網(wǎng)格.

圖4 最大內(nèi),外層油膜壓力隨網(wǎng)格數(shù)量變化規(guī)律Fig.4 Variation law of maximum inner oil film pressure with the mesh numbers

1.3 ERSFD流場(chǎng)及壓力分析

基于上述雙向流固耦合處理,本節(jié)著重關(guān)注ERSFD流場(chǎng)及壓力分布情況.如圖5所示的油膜流動(dòng)矢量圖,其中油膜從擠壓處流向非擠壓處,且在導(dǎo)流孔處出現(xiàn)了較大流速.

(a) 油膜流場(chǎng)速度云圖

根據(jù)雙向流固耦合系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),進(jìn)一步分析ERSFD中內(nèi)外層油膜壓力分布和彈性環(huán)變形情況.對(duì)周期內(nèi)每時(shí)刻內(nèi)外層油膜壓力分布進(jìn)行面上積分,得到油膜力隨時(shí)間變化.由圖6和圖7可知,隨著軸頸激勵(lì)幅度的增加,油膜力波動(dòng)愈發(fā)明顯,當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)容易出現(xiàn)油膜失穩(wěn)現(xiàn)象.對(duì)一個(gè)周期內(nèi)的油膜壓力取平均,可以得到不同激勵(lì)幅度下的油膜力.如圖8所示,當(dāng)偏心量較小時(shí),ERSFD油膜力與偏心量呈線性關(guān)系,而隨著偏心量的增加,兩者之間的非線性映射關(guān)系逐漸顯著,這也意味著當(dāng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)速提升到一定程度時(shí),轉(zhuǎn)子支承邊界不是理想的線性邊界而是更為復(fù)雜的非線性邊界.對(duì)比內(nèi)外層油膜壓力,可以發(fā)現(xiàn)在小偏心量情況下,內(nèi)外層油膜壓力較接近,而隨著偏心量的增加,內(nèi)外層油膜壓力的差別也將凸顯.由于在大偏心量下,外層油膜受擠壓的面積更大,且彈性環(huán)的位移對(duì)外層油膜影響更大.

圖6 不同偏心量下內(nèi)層油膜力隨時(shí)間變化規(guī)律Fig.6 Time varying law of inner oil film force under different eccentricities

圖7 不同偏心量下外層油膜力隨時(shí)間變化規(guī)律Fig.7 Time varying law of outer oil film force under different eccentricities

圖8 內(nèi)外層油膜力在不同偏心量下的變化規(guī)律Fig.8 Variation of inner and outer oil film force under different eccentricities

為了進(jìn)一步分析內(nèi)外層油膜壓力分布和彈性環(huán)變形隨軸頸激勵(lì)幅度的變化規(guī)律,依次令激勵(lì)幅度分別為:ein=0.01mm、ein=0.03mm和ein=0.06mm.由圖9可知,隨著軸頸激勵(lì)幅度的增加,內(nèi)外層油膜壓力逐漸變大,且最大壓力隨軸頸位移變化是一種非線性關(guān)系.同時(shí),對(duì)比內(nèi)外層油膜壓力可以發(fā)現(xiàn),內(nèi)層油膜的最大壓力始終小于外層油膜的最大壓力,說明彈性環(huán)對(duì)內(nèi)層油膜擠壓較大,其次內(nèi)外層最大壓力之間存在一定角度,這是因?yàn)閺椥原h(huán)的內(nèi)外側(cè)凸臺(tái)交錯(cuò)分布將內(nèi)外層油膜分隔開來導(dǎo)致.此外,流場(chǎng)采用端封處理,從而內(nèi)外層油膜壓力分布在軸向的分布基本是不變的,這亦說明端封的邊界條件是有效的.由于內(nèi)凸臺(tái)與軸頸具有相同的渦動(dòng)位移激勵(lì),因此位于內(nèi)外凸臺(tái)之間的環(huán)位移最大且呈非對(duì)稱分布.

圖9 不同偏心量下油膜壓力分布及彈性環(huán)變形程度Fig.9 Oil film pressure distribution and elastic ring deformation under different eccentricities

1.4 ERSFD等效剛度和等效阻尼擬合

本節(jié)利用最小二乘法,對(duì)前節(jié)獲取的雙向流固耦合仿真結(jié)果進(jìn)行擬合處理,以此獲取ERSFD等效剛度和等效阻尼隨軸頸偏心量變化的表達(dá)式.結(jié)合ERSFD結(jié)構(gòu)特點(diǎn),由于外層油膜被彈性環(huán)分開,且彈性環(huán)與軸頸的接觸面積較小,故采用彈性元件和阻尼元件串聯(lián)的方式,剛度大小是利用力與位移的比值確定.對(duì)于阻尼不考慮彈性環(huán)阻尼,只考慮油膜的阻尼,利用如下表達(dá)式計(jì)算:

(2)

其中C表示油膜阻尼,F表示油膜力.

分析不同偏心量下系統(tǒng)的等效剛度和等效阻尼,如表2所示.顯然,隨著偏心量的增加,ERSFD等效剛度和等效阻尼均逐漸增大,且呈現(xiàn)非線性變化現(xiàn)象.

表2 不同偏心量下ERSFD等效剛度和等效阻尼

利用最小二乘法,對(duì)表2中的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理.可進(jìn)一步得到ERSFD等效支撐力表達(dá)式為:

3.98×106

(3)

4.27×105ein+135.3

(4)

其中,Ke和Ce分別表示ERSFD的等效剛度和等效阻尼,ein表示第i個(gè)軸頸的徑向位移,可表示為:

(5)

其中xi,yi分別是第i個(gè)軸承出橫向和豎向位移,進(jìn)一步油膜力可以寫為:

(6)

其中cosα,sinα計(jì)算表達(dá)式為:

(7)

2 雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析

2.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模

圖10給出了ERSFD支撐下的雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng),其中左右轉(zhuǎn)盤分別表示壓氣盤和渦輪盤,且壓氣盤存在不平衡故障.

圖10 彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器支撐下的雙盤懸臂轉(zhuǎn)子Fig.10 Schematic diagram of dual-disc cantilever rotor system supported by ERSFD

將柔性轉(zhuǎn)軸采用歐拉-伯努利梁單元進(jìn)行有限元離散[14],其中每個(gè)梁單元包含2節(jié)點(diǎn),且每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含4個(gè)自由度.根據(jù)結(jié)構(gòu)特性,將結(jié)構(gòu)分為3個(gè)轉(zhuǎn)軸單元和2個(gè)轉(zhuǎn)盤單元.

考慮到轉(zhuǎn)盤剛度遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)軸剛度,將壓氣盤和渦輪盤均視為集中質(zhì)量塊,分別安裝在轉(zhuǎn)軸對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)上.因此,轉(zhuǎn)盤質(zhì)量矩陣和陀螺矩陣分別表示成:

(8)

(9)

其中,md表示轉(zhuǎn)盤質(zhì)量;jd表示轉(zhuǎn)盤赤道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;jp表示轉(zhuǎn)盤極轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.

根據(jù)雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)劃分特點(diǎn),進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)組裝.同時(shí),在對(duì)應(yīng)約束位置處,分別引入線性支撐和ERSFD支撐進(jìn)行分析.同時(shí),將壓氣盤不平衡激勵(lì)納入廣義激勵(lì)中,繼而得到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)方程,如式(15)所示.

(10)

其中,M表示轉(zhuǎn)子系統(tǒng)質(zhì)量矩陣;C表示轉(zhuǎn)子系統(tǒng)阻尼矩陣,其中包含陀螺矩陣;K表示轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剛度矩陣,M,C,K為16×16的矩陣;Q表示轉(zhuǎn)子系統(tǒng)廣義激勵(lì),為16×1的矩陣.

2.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析

本節(jié)采用數(shù)值仿真的方式得到雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)壓氣盤橫向響應(yīng)分岔圖,如圖11所示,其中橫軸是轉(zhuǎn)速ω/(rad/s),縱軸是壓氣盤的橫向振動(dòng)位移xp(m).所采用的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示.

(a) 線性支撐邊界

表3 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)表

在轉(zhuǎn)速滿足ω∈[300rad/s,1000rad/s]時(shí),對(duì)比分析線性支承和ERSFD支承下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)差異,其中線性支承下,軸承剛度為3.83×106N/m.

由圖11(a)可知,在線性支撐條件下,雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下始終呈現(xiàn)規(guī)則的周期1運(yùn)動(dòng).同時(shí),雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在ω=460rad/s時(shí)發(fā)生一階共振.采用相同的結(jié)構(gòu)參數(shù),在相同支撐位置處,將線性支撐替換為ERSFD.由此可以進(jìn)一步得到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)橫向響應(yīng)分岔圖,如圖11(b)所示.由于ERSFD使用引入了非線性支撐邊界,使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)中出現(xiàn)明顯的非線性現(xiàn)象.當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)做規(guī)則的周期運(yùn)動(dòng).當(dāng)轉(zhuǎn)速升至ω=590rad/s時(shí),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)入擬周期運(yùn)動(dòng).隨著轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高,由于邊界非線性的引入,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)響應(yīng)中發(fā)生了明顯的滯后跳躍現(xiàn)象.當(dāng)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加時(shí),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由復(fù)雜的擬周期運(yùn)動(dòng)再次回歸到規(guī)則的周期運(yùn)動(dòng).此外,由于支撐非線性的引入,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一階臨界轉(zhuǎn)速改為ω=632rad/s.對(duì)比圖11(a)和圖11(b),從響應(yīng)幅值上來說,ERSFD能夠極大減小轉(zhuǎn)子的振幅,因此ERSFD的使用,可能減輕碰摩的發(fā)生.

為了進(jìn)一步對(duì)比分析線性支撐和ERSFD支撐下雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)響應(yīng)差異,選取ω=600rad/s和ω=720rad/s繪制壓氣盤軸心軌跡和頻譜圖,如圖12,13所示.在線性支撐下,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸心軌跡呈現(xiàn)出規(guī)則的圓形,且頻譜圖中僅有單一的激勵(lì)頻率.而在ERSFD支撐下,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的軸心軌跡由復(fù)雜的花瓣形構(gòu)成,呈現(xiàn)典型的擬周期特征.此外,在ω=720rad/s時(shí),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸心軌跡呈現(xiàn)出非規(guī)則的橢圓形狀.

(a) 轉(zhuǎn)子軸心軌跡

(a) ω=600rad/s

3 結(jié)論

本文以彈性環(huán)擠壓油膜阻尼器(ERSFD)為研究對(duì)象,采用雙向流固耦合的方式數(shù)值分析了不同軸頸激勵(lì)幅度下內(nèi)外層油膜壓力分布情況和彈性環(huán)變化規(guī)律.隨后,通過最小二乘法進(jìn)一步擬合出ERSFD的等效約束剛度和等效約束阻尼.在此基礎(chǔ)上,將其引入至雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中,對(duì)比分析線性支撐和ERSFD支撐下系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)差異.相應(yīng)地,主要結(jié)論可概述如下:

(1) 通過對(duì)ERSFD油膜流場(chǎng)分布分析,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)流孔處存在明顯的高流速集中現(xiàn)象,且從油膜擠壓處沿著油膜表面進(jìn)行內(nèi)外層流體交換.

(2) 隨著擾動(dòng)激勵(lì)幅度的增加,內(nèi)外層油膜壓力均明顯提高且存在明顯的油膜振蕩現(xiàn)象,同時(shí)外層油膜剛度始終大于內(nèi)層油膜剛度.

(3) 相比于線性支撐條件,ERSFD支撐下雙盤懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的非線性振動(dòng)現(xiàn)象,如共振滯后和跳躍現(xiàn)象等.同時(shí),對(duì)比相同轉(zhuǎn)速下系統(tǒng)的振動(dòng)幅值,ERSFD起到了明顯的振動(dòng)抑制效果.