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楼主 |
发表于 2007-6-24 21:50
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回复 #25 无水1324 的帖子
其中有一些参数是做庞加莱图时用到的 没来得及删
这是主程序:(要求20000转时的时域信号和幅值谱图)
function BallBrg_NonL_Forum
% 求解外圈固定球轴承的变柔度(VC-Varying Compliance)振动(基于赵凌燕的论文)
% 程序有一些不合理、甚至错误的地方,可以用更好的代码代替,由于时间关系没有修改,
% 如有人感兴趣可以把修改的程序发布出来。
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% 作者:toes
% 版本:论坛发布版
% 相关程序:BallBrg_NonL_Sub_Forum
% 调试环境:Matlab7.0 WinXP SP2
% 参考文献:
% 1.赵凌燕.滚动轴承-转子系统的非线性动力学研究.西北工业大学硕士论文.2003.3.
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clear
clc
%% 参数设置
% 用了全局变量来传递一些变量,不推荐,但是懒得改了,好心人优化一下。
global w d D Nb gama kn M C F
% 为了方便绘制分岔图而设置的参数
n_One_T = 100;% 每个周期的采样点数
n_T = 100;% 采样时间占几个周期
% 61903/P5(17*30*7) 球轴承参数
d=0.0173;% 内滚道直径
D=0.0265;% 外滚道直径
Nb=9; % 滚子数
n_n = 0;
w_limit1=100;% 最低转速(rpm)
w_limit2=20000;% 最高转速(rpm)
w_step = 100;% 转速变化步长(rpm)
q_initial(1:4,1) = 1e-11;% 初始值
gama = 0.00002;% 间隙(m)
F = 6;% 径向力(N)
kn = 7.055e9*0.001^1.5;
% 滚子与滚道之间接触力与变形量的关系(N/mm^1.5)。赵的论文给出。
M=0.6*[1 0;0 1];% 质量矩阵
C=200*[1 0; 0 1];% 阻尼矩阵
%% 响应计算
xc=[];
wc=[];
yc=[];xcc=[];ycc=[];tc=[];
w = 20000*pi/30;% 转化为rad/s单位
wi = w;% 内圈角速度
wo = 0;% 外圈角速度
w_cage = ( wi*d/2+wo*D/2 )/2/((D+d)/4);% 保持架
w_vc = w_cage*Nb/2/pi; % 变刚度频率(vc频率)。单位Hz
T_vc = 1/w_vc;% vc周期
dt=T_vc/n_One_T;% 取点时间步长,dt随转速变化。
time=n_T*T_vc;% 总的时间
n = round(time/dt);% 离散点数
t_span(1:n) = linspace(0,time,n);% 时间数组
[t,q]= ode23tb('BallBrg_NonL_Sub_Forum', t_span, q_initial);
% 至于用什么ode函数求解合适需要比较验证
tc=[tc,t_span(8000:n)];
xc=[xc,q(8000:n,1)];
yc=[yc,q(8000:n,2)];
xcc=[xcc,q(8000:n,3)];
ycc=[ycc,q(8000:n,4)];
Y = fft(yc,1024);
Pyy = Y.* conj(Y) / 1024;
f = 1000*(0:1023)/1024;
plot(f(1:512),Pyy(1:512))
这是子程序:
function dq = BallBrg_NonL_Sub_Forum(t,q)
% BallBrg_NonL调用的微分方程子程序
% 求解外圈固定球轴承的变柔度(VC)振动
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% 作者:toes
% 版本:论坛发布版
% 相关程序:BallBrg_NonL_Forum
% 参考文献:
% 1.赵凌燕.滚动轴承-转子系统的非线性动力学研究.西北工业大学硕士论文.2003.3.
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global w d D Nb gama kn M C F
wi = w;
wo = 0;
w_cage=( wi*d+wo*D )/4/((D+d)/4);% 保持架转速(rad/s)
fq=zeros(2,1);% 轴承力初值
diff_1_3 = q(1,1);% 水平方向位移
diff_2_4 = q(2,1);% 垂直方向位移
% 求轴承的非线性反力
for No_ball=1:Nb
sita(No_ball) = 2*pi/Nb*(No_ball-1) + w_cage*t;% 第No_ball个滚珠的位置角
Clearance(No_ball,1) = diff_1_3*sin( sita(No_ball) ) ...
+ diff_2_4*cos( sita(No_ball) ) - gama;% 滚珠与内滚道的间隙变化。
% 判断哪几个滚动体受到接触力
if Clearance(No_ball)<=0;
Clearance(No_ball) = 0;
end
fs = abs( (1000*Clearance(No_ball))^1.5 );
fq(1,1) = fq(1,1)+kn*fs*sin(sita(No_ball));
fq(2,1) = fq(2,1)+kn*fs*cos(sita(No_ball));
end
F_m1d1_cos = 0;% 不平衡力在水平方向的投影。本例不考虑。
F_m1d1_sin = 0;% 不平衡力在垂直方向的投影。本例不考虑。
Fq(1,1)= - fq(1,1) + F_m1d1_cos;% 水平方向外力
Fq(2,1)= - fq(2,1) + F_m1d1_sin + F;% 垂直方向外力
K = [0 0; 0 0];% 刚性转子,轴段为刚性。
% 动力学微分方程
dq(3:4,1)=inv(M)*(Fq-K*q(1:2,1)-C*q(3:4,1));% x和y方向加速度
dq(1:2,1)=q(3:4,1); |
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