一、单跨转子轴承系统非线性振动分析(论文文献综述)
姜辛[1](2021)在《基于AD的转子—阻尼系统设计建模及参数匹配分析》文中研究说明航空发动机等旋转机械在工作时,转速甚至要越过3阶临界转速,这将引起整个机械设备较大的振动。转子系统是旋转类机械的核心部件,它的振动问题是发动机研制及使用过程中的突出问题。为了降低转子系统的振动,常采用引入挤压油膜阻尼器的方法,这将导致转子系统设计更加复杂,涉及知识点更多。挤压油膜阻尼器的结构参数和控制参数较多,对参数的合理选择是降低振动的关键问题。公理设计(简称AD)具有保证顶层设计方案最优、步骤更加科学和减少设计过程中盲目迭代性的优点。本文将公理设计与转子-阻尼系统相结合,从顶层对该复杂系统进行公理化建模,进而研究出转子-阻尼系统参数匹配的规律。主要研究内容如下:(1)将AD理论方法与转子系统设计过程相结合,对转子-阻尼系统从顶层设计进行公理化建模,建立了三层分解下的公理化模型,且每一层分解都符合独立公理和信息公理。(2)基于AD模型对转子系统进行运动学和动力学分析,分析了在不同转速和载荷下转子系统的特性。对转子系统进行模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析以及转子动力学分析,确定了转子系统的固有频率及临界转速。(3)在AD框架下,对挤压油膜阻尼器的特性进行分析,通过试验分析了挤压油膜阻尼器在不同结构参数和控制参数下的特性规律。通过调整挤压油膜阻尼器的结构参数和控制参数,能够保证转子系统具有良好的振动性能。(4)根据转子系统和挤压油膜阻尼器的特性规律,结合不同结构阻尼器的运行特点,分析出转子-阻尼系统参数匹配规律。通过试验分析了动静挤压油膜阻尼器的结构参数和控制参数对阻尼器刚度和阻尼特性的影响。研究表明间隙比可作为有效调节阻尼器特性的关键参数,合理设计动静挤压油膜阻尼器对转子系统具有很好的减振作用,同时也能够保证足够的稳定性裕度。
仲崇高[2](2020)在《多故障耦合作用下轴承-转子-机匣系统非线性动力学分析》文中研究说明转子系统作为类似于航空发动机等大型旋转机械的主要组成部分,因其通常工作在比较恶劣工作环境中,故不可避免的会发生多种故障。本论文以多故障作用下单跨及双跨滚动轴承-转子系统作为研究对象,综合考虑碰摩、裂纹、松动等故障及气流激振力和螺栓法兰结构因素,结合部分系统参数对其故障机理作了仿真研究,研究主要分作以下几个方面:综合考虑碰摩、裂纹与松动等故障。在国内外学者研究基础上,将三者进行耦合研究。先分析单一故障再分析耦合故障对系统稳定性的影响。研究表明:碰摩故障可使系统一阶临界转速升高,采集信号呈现出较高连续谱成份;裂纹故障可使一阶临界转速降低,采集信号呈现出较高分数倍频成份;松动故障不改变一阶临界转速,采集信号呈现出较高三倍频成份。考虑转子上叶片产生的气流激振力效应。对传统Alford气流激振力加以改进,推导出了更加符合实际情况的直叶片和扭叶片气流激振力公式,并就两转子叶片不同组合形式作了探究。研究表明:当两转子叶片为同类形状时,运动较为稳定。随着进气速度和叶片高度的增加,“双直”叶片在超一阶临界转速范围内稳定性变化明显,“双扭”叶片在低于一阶转速和超二阶转速范围内稳定性变化明显,“扭直”叶片在整个转速区间范围内稳定性变化均明显。随着进出气角的变化,对于“双直”叶片而言,出气角与进气角差对系统稳定性影响显着,而对于“双扭”及“扭直”叶片而言叶根部出气角与进气角差对系统稳定性影响显着。考虑螺栓法兰联接结构。建立单跨螺栓法兰联接结构方程,分析部分系统参数变化对系统稳定性影响。结果表明:随着转速增加,超二阶转速出现大片混沌;在考虑气流激振力前提下,扭叶片可使转子在高速区运动更为稳定;随着螺栓预紧力不均衡所产生的初始变形量增加,系统二阶转速增加,在低于一阶转速范围运动更为稳定;随着轴承间隙增加,系统二阶临界转速降低。随着转子偏心量增加,系统二阶转速增加,在超二阶转速区混沌范围变大。
李傲[3](2020)在《燃气轮机拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学特性研究》文中研究说明近年来,燃气轮机发电机组在能源发电领域得到了广泛的应用,但由于燃气轮机转子采用多盘拉杆式结构,使得转子-轴承系统存在各种非线性因素,在运行中可能产生与汽轮机转子不同的动力学行为,而且燃气轮机透平转子在高速转动过程中,会增加发生故障的概率,使拉杆转子系统在运行中存在安全隐患,传统的线性振动理论在处理此类非线性问题时存在局限性,因此研究拉杆转子非线性动力学特性具有理论和实际意义。本文基于转子动力学相关理论,建立了考虑轮盘间接触作用的多盘拉杆式转子动力学模型,对转子系统不同系统参数下的非线性动力学特性展开分析,为深入了解拉杆转子系统动力学特性,理解碰摩等典型故障对转子动特性的影响,提高燃气轮机转子设计制造水平和运行安全可靠性提供理论支持。本文的研究内容及研究成果如下:(1)针对拉杆转子非连续性的特点,轮盘之间的粘性接触都会对转子的刚度产生影响,利用接触理论和预紧力载荷,计算出轮盘之间的接触刚度,并考虑了滑动轴承的非线性油膜力,建立双盘拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学模型,计算得到了转子转速、不平衡质量偏心距对系统非线性动力学特性的影响。(2)建立了更符合实际的三盘拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学模型,计算得到了转子转速、不平衡质量偏心距对系统非线性动特性的影响。结合分岔图、庞加莱截面图、轴心轨迹图以及频谱图等,对比了三盘拉杆转子系统与双盘拉杆转子系统弯扭耦合的非线性动力学特性,发现三盘拉杆转子的动特性与双盘拉杆转子的动特性在高转速下存在一定的差异。(3)针对双盘拉杆转子轴承系统,首先采用达朗贝尔原理,库伦摩擦模型建立了碰摩转子的非线性弯扭耦合振动微分方程,然后利用四阶龙格库塔法对微分方程进行数值分析。结合分岔图、庞加莱截面图、轴心轨迹图以及频谱图等,分析了碰摩下拉杆转子轴承系统弯扭耦合的非线性动力学特性。得出随着转速的提高,转子轴承系统呈现非线性,系统扭振的影响不可忽略不计,碰摩力逐渐成为影响转子非线性动态特性的主要因素;轮盘质量偏心、静子的径向刚度对系统的非线性动力学特性也有很大的影响。
莫文超[4](2020)在《船用汽轮机-行星齿轮减速器轴系动力学特性研究》文中研究表明随着我国对舰船机动能力、载弹能力和声隐性能要求的不断提高,船用动力系统需要向着高输出功率、低空间占用率和低振动的方向发展。其中,高功率和低空间占用率指的是提高船用汽轮机系统和行星减速器系统的输出功率以及减小系统的体积,声隐性能主要指降低系统的振动。因此,降低船用汽轮机的振幅、振动加速度,提高行星减速器系统的输出扭矩、减小系统的体积、降低汽轮机和行星减速器的振动是解决问题的主要手段。本文以理论建模、数值仿真和实验相结合的方法研究了人字齿封闭差动行星减速器和船用汽轮机的振动特性,分析了船用汽轮机常见的不平衡质量偏心和复杂工况对汽轮机轴系振动特性和稳定性的影响规律,考虑船用汽轮机和行星减速器系统的耦合动力学特性,深入研究了系统的耦合振动特性和相互影响规律。主要研究内容如下:采用集中参数法,综合考虑时变啮合刚度,齿轮的偏心误差、安装误差、齿频误差以及误差初始相位角,左右侧斜齿轮的错位啮合关系等影响因素,根据齿轮啮合变形协调关系建立五自由度人字齿两级封闭差动行星减速器系统的动力学模型。针对人字齿封闭差动行星齿轮减速器的结构特点,考虑斜齿轮副接触面几何特性及啮合齿距等因素,建立渐开线斜齿轮副的时变接触线长度计算模型,计算斜齿轮副的时变啮合刚度。计算分析齿轮的三种误差、误差初始相位和两侧斜齿轮错位啮合对行星减速器差动级太阳轮和输出轴振动特性的影响规律。考虑齿轮重力及间隙的作用,理论推导行星减速器中齿轮可能出现的三种啮合状态,推导了齿轮啮合变形量函数并提出了啮合力表达式,通过数值仿真模拟轻载或空载工况时行星减速器输出轴的多倍频及其谐频的频率响应成分并分析倍频振动机理。搭建行星减速器样机试验台,通过调整减速器运行工况验证理论模型的正确性。采用Timoshenko梁理论建立转子—轴承系统的有限元模型,分析单跨Jeffcott转子—轴承系统的固有特性和不平衡响应;考虑滑动轴承非线性油膜力的影响,通过数值方法分析转子系统的振动特性;通过分析滑动轴承的轴心轨迹、相图、频谱图和Poincare映射,研究转子轮盘不平衡偏心相位对滑动轴承油膜涡动和油膜振荡状态的影响;分析由联轴器连接的多跨转子系统中轮盘的偏心相位关系和联轴器不对中对滑动轴承油膜稳定性的影响规律;通过对比轮盘偏心相位关系对单跨转子系统和多跨转子系统油膜稳定性的影响规律,揭示了单跨转子系统和复杂多跨转子系统中轮盘的不平衡偏心相位对油膜稳定性影响的差异;考虑船用汽轮机工况的特殊性,研究在工作转速下,船体的浮动和摆动对转子系统轴心轨迹和油膜稳定性的影响;通过与单跨Jeffcott转子实验台的实验结果进行对比,验证了理论研究的正确性。最后,考虑人字齿两级封闭差动行星减速器结构的特殊性,建立船用汽轮机—行星齿轮减速器耦合动力学模型,研究系统的耦合振动特性,分析耦合动力系统的振动特性和非耦合系统振动特性的区别,研究船体的浮动和摆动对系统耦合振动特性的影响,分析船用汽轮机和行星减速器系统的相互影响关系。
张恩杰[5](2019)在《多源激励作用下转子-迷宫密封系统动力学特性研究》文中认为随着热力透平机械向着高温、高压和柔性方向发展,其结构布局愈加紧凑,静动部件之间的间隙越来越小,密封流体激振影响日益突出,严重影响轴系稳定运行。相较于地面热力透平,船舶汽轮机因其特殊的工作环境和使用条件,其转子系统受到不平衡质量、密封流体、轴承油膜和基础振动等多源激励作用,振动和失稳机理更复杂,动力学设计难度也更高。以往的船舶汽轮机转子系统的动力学研究,大多都未考虑转子运行环境的多场耦合特点和作用于转子的多源激励特征。鉴于转子动力学领域研究现状和船舶汽轮机在我国海军建设进程中的重大战略意义,亟待对密封流体激振机理和多场耦合、多源激励的轴系静动态特性进行更深入的研究。本文提出了迷宫密封流体激振力和多源激励的转子系统动力学模型,研究了多场耦合环境下密封及转子系统的静动态特性,为船舶汽轮机动力学设计提供了理论支撑。主要研究内容如下:针对现有密封力理论模型无法兼顾密封流场特点和密封力强非线性的不足,考虑转子轨迹的时空变化特征,在齿腔和齿顶处分别采用摄动法和Muszynska模型建立了迷宫密封激振力模型,通过与实验对比验证了模型的正确性。分析了密封长度、间隙、齿高、压比和转速对介质流动参数和密封性能的影响规律,研究了以上参数和不平衡量等对转子-密封系统动力学特性及稳定性的影响。研究表明,泄漏量整体上随密封间隙、压比和转速的增大而升高,随密封有效总长的增大而减小。转子系统在升速过程中发生了密封流体涡动和流体振荡;就整体趋势而言,压比和密封长度的增加以及密封间隙的减小均降低了转子系统稳定性;系统失稳转速在不平衡量较小时呈阶梯形减小,在不平衡量较大时虽然呈线性增大趋势,但是发生碰摩故障的概率升高。考虑密封表面粗糙度、工质真实热物性、材料非线性、对流换热与热传导等因素的影响,建立了迷宫密封热-流-固耦合模型,通过与实验及商用软件计算结果对比验证了模型的准确性。针对当前密封热-流-固耦合分析和转子系统动力学分析彼此孤立的现状,建立了转子-密封系统耦合动力学模型,给出了系统失稳转速的计算方法,对比分析了热载荷、离心载荷和入口预旋比等对密封静动态特性及系统稳定性的影响。结果表明,密封有效阻尼与涡动速度正相关,阻漏性能随入口温度的升高而增强;离心变形随转速升高而增大,密封间隙减小,密封性能略有提升;介质温度和入口预旋比对系统稳定性的影响呈此消彼长的趋势。密封环固定方式的不同导致密封热变形后各齿腔内介质属性发生变化,进而影响到密封静动态特性和系统动力学响应;在大部分转速域内,双侧固定迷宫密封的稳定性更强。为研究多源耦合激励因素对转子系统动力学特性的影响规律,建立了基础振动的Jeffcott转子-密封-轴承系统动力学模型;针对在长期周期性振动情况下可能出现的支座松动故障,建立了转子-密封-轴承-支座-基础系统的动力学模型。对比分析了基础振动的形式、频率和幅值以及支座松动对系统动态特性和振动响应的影响;发现基础振动和支座松动故障均使得转子系统的失稳转速减小,稳定性降低。基础的旋转振动对系统动力学特性的影响具有明确的方向性;同等条件下,基础俯仰运动使得系统振动恶化的程度最高,滚转运动的恶化作用最弱;支座松动故障能够诱使转子系统发生流体涡动和振荡等强非线性运动,并激发二倍及三倍的振荡频率成分的出现。考虑到船舶汽轮机的基础激励特点和轴系的结构特征,计入转轴内阻、剪切变形和陀螺效应的影响,基于Timoshenko梁理论和密封力热-流-固耦合模型,建立了受基础振动激励的转子-支座-轴承-密封系统的动力学模型;通过与实验结果对比验证了基础振动和支座松动转子模型的正确性。研究了单跨无故障轴系和支座松动故障轴系在基础耦合振动时的动力学特性,对比分析了松动故障对双跨轴系的动态响应及振动特征的影响。研究表明,转轴上不同位置处的失稳转速不同,密封轮盘迟于轴颈发生失稳。对于单跨无故障轴系,低速时基础耦合振动的影响显着,高速时系统固有不稳定因素的作用更为突出;对于单跨故障轴系,支座松动使得轴颈振动烈度出现跳跃性增大的现象。对于双跨轴系,支座松动故障没有降低双跨轴系的失稳门槛值,但诱发了系统在高速时的混沌运动,同时使得轴系的振动极度加剧。
路凯华[6](2019)在《基于整体式挤压油膜阻尼器的转子及齿轮系统振动控制研究》文中研究说明航空发动机、压缩机、汽轮发电机组等旋转机械是我国国防力量和工业生产的关键设备,这些大型装备普遍存在由于不平衡质量导致的过临界振动较大问题,使设备无法正常开车运行。此外,齿轮传动系统作为机械装备中应用最广泛的动力传输装置之一,在内部和外部激励作用下产生的振动问题是影响其运行稳定性和使用寿命的关键因素。这些设备的振动问题已严重制约我军装备战斗力的提升和企业经济效益的提高,因此研究新型的、易于工程应用的转子及齿轮系统振动控制方法迫在眉睫。本文围绕旋转机械由于不平衡质量导致的过临界振动较大和齿轮传动系统普遍存在的振动问题,研究基于整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)的振动控制新技术和新方法,结合理论分析和实验研究,对ISFD在转子及齿轮系统中的减振特性进行了研究。本论文的主要工作如下:1、在不考虑油膜刚度影响的情况下,研究了 ISFD不同结构参数对其径向刚度的影响规律,结果表明ISFD的径向刚度随其轴向长度的增加而线性增大,随油膜间隙的增大而近似线性减小,随S形弹簧分布角度、径向厚度和径向位置的增大呈不规则变化现象。理论计算和实验测量了ISFD的径向静刚度,表明ISFD在较宽的载荷范围内具有优良的线性刚度特性。实验研究了 ISFD-单盘Jeffcott转子在不同不平衡量下的振动响应,结果表明ISFD在较大的不平衡量范围内可以提供线性特性的阻尼力,且油膜刚度不变,并根据模态分析方法计算了 ISFD的阻尼系数。2、提出了基于ISFD的转子系统振动主动控制方法,通过对ISFD的供油进行主动控制,实现对转子过临界振动的针对性抑制。开发了基于ISFD的振动主动控制系统,设计了基于转速的开关控制策略,实验研究了基于转速的ISFD开关控制方法对单跨、单跨悬臂转子过临界振动的抑制效果。通过开关控制实验,单跨转子水平方向的最大振动降幅为39%,竖直方向的最大振动降幅为42%;单跨悬臂转子水平方向的最大振动降幅为34%,竖直方向的最大振动降幅为38%。相比传统的ISFD被动控制方法,基于转速的ISFD开关控制方法可以对转子的过临界振动进行有针对性的控制。3、提出了基于ISFD的齿轮系统振动控制方法,从齿轮系统振动传递的路径入手,将ISFD用于减小和隔离齿轮系统的啮合激励,理论分析和实验验证了 ISFD用于齿轮轴系减振的可行性。研究了 ISFD安装位置、阻尼液黏度对齿轮轴系减振特性的影响规律。结果表明,ISFD支承可以降低不同转速下齿轮轴系的啮合冲击振动,且具有较宽的减振频带;单轴安装ISFD时,为取得较好的减振效果,应优先考虑将ISFD安装于振动较大的轴系;以二甲基硅油作阻尼液的ISFD可以使齿轮轴系振动降幅达到50%以上,且降幅随阻尼液黏度的增加而增大。针对工程中常见的多平行齿轮轴系整机振动和齿轮轴系不对中故障振动,实验研究了 ISFD对其复杂振动的抑制效果。结果显示,ISFD可以有效改善多平行齿轮轴系的冲击振动,轴承座振动加速度峰值降幅约30%;ISFD可以有效降低齿轮轴系不对中故障产生的振动,对故障特征频率成分和共振调制频率成分振动具有较好的抑制效果。在此基础上,开发设计了一种应用ISFD技术的渐开线一级直齿齿轮箱,研究了不同负载、不同转速下ISFD的减振性能,结果表明,ISFD对齿轮箱在不同负载、不同转速下表现出了较好的减振性能,可以有效抑制齿轮箱的高频振动成分,显示出ISFD在齿轮箱具有较好的应用前景。4、开发了整体式弹性环挤压油膜阻尼器(IERSFD)结构,它将传统的弹性环式挤压油膜阻尼器进行一体式加工,结构新颖、紧凑,同时具备弹性支承低刚度和挤压油膜阻尼器减振的性能。将二甲基硅油作为IERSFD的阻尼液,搭建实验台研究了 IERSFD在不同转速和阻尼液黏度下对齿轮轴系的减振特性。研究结果表明,IERSFD弹性阻尼支承可以有效改善齿轮啮合的冲击性振动,且对齿轮传动中大部分频率成分的振动有较好的减振效果,减振频带宽;在一定黏度范围内,随着IERSFD阻尼液黏度的增加,齿轮轴系的振动降幅增大。总之,本文的研究成果拓宽了 ISFD的应用领域,为转子及齿轮系统的振动控制提供了全新的方法。ISFD减振性能良好,易于工程推广使用。研究内容有助于旋转机械低振动、高稳定性和长寿命设计,具有重要的工程意义。
姚伟[7](2019)在《转子不平衡量和轴承系数同时识别方法研究》文中进行了进一步梳理旋转机械转子轴承刚度阻尼系数和不平衡量的参数辨识问题一直是转子动力学学科的研究热点之一,一直没有得到很好地解决。轴承刚度阻尼系数和不平衡量等动力学关键特性参数与转子系统响应之间存在着非常复杂的关系,直接影响着旋转机械运行可靠性。然而由于安装、运行维护和现场环境等一些复杂因素的影响,通常很难直接获取轴承刚度阻尼系数和不平衡量。为解决该问题,本文针对单盘单跨转子,从理论分析、数值仿真和试验验证三方面开展研究,提出了两种转子不平衡量和轴承系数识别算法,解决了转子轴承刚度阻尼系数和不平衡量的参数辨识问题。本文研究成果还可以为研究更为复杂的实际转子参数识别方法建立基础。论文主要工作内容和结论如下:1)基于转子不平衡连续动力学分析方法,建立了不平衡响应与轴承系数、不平衡量、位置等的函数关系;设计了对称滚动轴承转子、对称滑动轴承转子、非对称滚动轴承转子和非对称滑动轴承转子共4种计算实例,利用matlab编程,分析了利用该函数关系和有限元法计算得到的不平衡响应的异同,结果表明:两种方法不平衡响应计算值曲线基本一致,仅在临界频率及附近有明显差别。验证该方法的准确性和有效性。由于该函数为复杂的非线性超越函数,基于该函数,利用转轴上若干测点不平衡响应建立的方程组不能直接求解轴承刚度阻尼系数和不平衡量。针对该难题,基于该函数,提出以轴承和转盘不平衡响未知量,建立轴承刚度阻尼系数和不平衡量参数辨识的反问题模型,消除了待识别轴承参数与不平衡激励的耦合,得到了四测点频域融合识别方法。该法只需已知转轴上转盘位置的不平衡响应、两个轴承位置的不平衡响应以及转轴上任意1个其它测点不平衡响应,就可以实现不平衡量和轴承系数的同时识别。2)为克服四测点频域融合识别方法只适用于识别滚动轴承转子系统的轴承刚度阻尼的问题,构建了轴承同方向主系数与交叉耦合系数的函数关系,提出通过微调转速构建足够方程,形成方程组,解决了通过增加测点无法构建有效方程的难题,消除了待识别轴承参数与不平衡激励的耦合,得到了微调转速四测点频域融合识别方法。该方法无需测量转盘不平衡响应,只需两个轴承及其附近共4测点的不平衡响应,就能实现不平衡量和轴承刚度阻尼系数识别,既适用于滚动轴承转子又适用于滑动轴承转子。3)设计了对称滚动轴承转子和非对称滚动轴承转子2种计算实例,采用不平衡响应计算值加入3种不同误差作为输入,利用mtalab编程,基于四测点频域融合识别方法分析了不平衡量和轴承刚度阻尼系数识别效果,结果表明该方法识别误差与不平衡响应测量的精确性相关性较大,与测量的准确性相关性次之。4)设计了非对称滑动轴承转子、非对称滚动轴承转子、对称滑动轴承转子和对称滚动轴承转子4种计算实例,采用不平衡响应计算值加入7种不同误差作为输入,利用matlab编程,基于微调转速四测点频域融合识别方法分析了不平衡量和轴承刚度阻尼系数识别效果,结果表明该方法可以有效识别滑动轴承刚度阻尼系数,其识别误差仍然与不平衡响应测量的精确性相关性较大,与测量的准确性相关性次之。5)研发了转子实验台的机械及电气系统,形成了多功能转子试验台,设计了2种实验步骤,开展了实验研究,验证了两种转子不平衡量和轴承系数识别方法有效性和准确性。结果表明:论文所提出的两种识别方法可以达到工程应用要求,其中四测点频域融合识别方法准确性较高;电涡流振动位移传感器和测试系统的分辨率及各测量通道的一致性对识别效果至关重要。
卢子乾[8](2019)在《转子碰摩与故障诊断技术研究》文中研究指明转子系统作为旋转机械的核心部件,研究其故障状态下的非线性行为和动力学特性对学习、调整转子系统的故障具有深远意义。本文在考虑碰摩力、非线性油膜力等几种非线性力的基础上,建立了单跨双盘转子动力学模型,采用数值仿真分析了参数变化对系统的动态响应。通过搭建转子实验台进行实验研究,并与仿真结果相吻合,验证了此模型下的准确性,为系统设计和工程实践提供了重要参考。本文以转子碰摩故障振动信号为研究对象,提出了一种基于变分模态分解与优化支持向量机模型相结合的转子故障诊断方法。转子碰摩故障诊断研究是对振动信号进行采集,故障的特征提取以及进行模式识别与分类。其中重点是从非线性、非平稳的故障振动信号中提取出敏感的故障特征。因此本文选用一种新的自适应信号分解方法—变分模态分解(VMD)对故障信号进行特征提取。详细介绍了 VMD算法的基本原理及步骤,对采集的数据进行VMD分解,并与局部均值分解(LMD)方法的结果进行对比分析,结果表明变分模态分解方法优于局部均值分解,且VMD方法能够有效、准确的提取到故障特征,适用于转子系统的故障诊断。模式识别作为转子碰摩故障的判别依据,提出了一种基于粒子群算法优化支持向量机模型的方法,通过合理地选择了粒子群算法中的参数,找到支持向量机模型中最优的惩罚因子C和核函数参数cσ。将变分模态分解得到的若干个本征模态信号重构,获得样本集,选取其中部分作为训练集,训练得到分类器模型,其余部分作为测试集,输入到优化后的分类器中,计算得到此模型的准确率。结果证明了,基于粒子群优化支持向量机参数方法不但加速了惩罚因子C和核函数参数σ的寻优过程,同时也具有较高的诊断精度。因此,基于粒子群优化支持向量机参数方法适用于转子碰摩故障的模式识别,且具有一定的有效性和实用性。
王颖冰[9](2018)在《电站给水泵转子-轴承系统动力学特性分析》文中提出给水泵在电力、化工和船舶等领域有着广泛的应用。电站给水泵是火力发电厂中朗肯循环的关键设备。当前,电站给水泵趋于向大型化、高速化、柔性化方向发展,在运行过程中,通常要跨越一、二阶临界转速,对其振动的稳定性要求越来越高。本文以DG85-80*5型给水泵为实际研究对象,对其转子-滚动轴承系统振动固有特性和动力响应进行深入的分析,为给水泵转子-轴承系统动力学设计与振动故障诊断提供了理论参考。首先,基于Timoshenko梁模型和有限单元法对DG85-80*5型给水泵的转子结构进行动力学建模,结合滚动轴承的模型建立该型给水泵转子-轴承系统的动力学模型。同时,考虑泵在运行过程中叶轮周围的水对叶轮振动的影响,分析建立了浸液状态下叶轮的受力模型。据此建立了考虑转子陀螺力矩、剪切变形和滚动轴承刚度以及非线性支撑力、转子不平衡激振力、泵叶轮转子的浸液作用力等因素的给水泵转子系统动力学模型。然后,将所建立的给水泵轴系的动力学微分方程组转化为特征值问题,采用QR方法数值计算了干态和湿态两种情况下该型给水泵的振动固有特性,得到了该型给水泵的前四阶临界转速和振型图。结合Campbell图,对干态和湿态两种情况下的固有特性进行了对比分析,计算了轴承刚度的变化对轴系临界转速和振型的影响。采用Newmark直接数值积分方法计算了该轴系的不平衡响应,分析了轴承刚度、液体作用力对系统不平衡响应的影响。通过分析表明,计算结果与实际工况基本吻合。最后,计算了该型给水泵转子-轴承系统的非线性动力响应,分析了转子工作转速范围内液体作用力、不平衡偏心距、轴承游隙等参数对该型给水泵转子非线性响应的影响,并且对其稳定性进行了分析,得到转子能够稳定运行的参数范围。
刘子良[10](2018)在《含动力吸振器的故障转子系统的动力学特性研究》文中认为旋转机械广泛应用于动力、能源、航空等领域,在国民生活、工业生产、国防建设中发挥着重要作用。随着科学技术的发展,旋转机械也在向高转速和小转定子间隙发展,这在提高旋转机械效率的同时,也提高了因振动问题而引发各种故障的几率:高转速导致因不平衡力产生剧烈振动的情况增加;而更小的转定子间隙则更容易产生碰摩等各种故障。因此,为了保证高转速和小间隙情况下转子系统的安全运行,必须控制过大的振动。转子系统振动的抑制方法主要分为被动抑制和主动抑制两种,具体措施包括改变转子系统刚度、阻尼和外激励等。吸振技术,包括被动吸振、半主动和主动吸振三种方法是振动抑制领域的重要措施,因此在转子系统中得到了很多研究应用。目前,该方面的研究主要集中于对转子系统不平衡的振动抑制,而对于含动力吸振器的转子系统在各种典型故障工况下的动力学行为研究很少。掌握含动力吸振器的故障转子系统的动力学行为特征,对于合理设计动力吸振器,正确进行故障预测等均有益处。因此,本文除了进行动力吸振器抑制转子系统不平衡振动研究以外,还针对含动力吸振器的各种典型故障转子系统的动力学行为进行了研究,探讨动力吸振器对故障转子系统振动行为和稳定性的影响,具体内容包括:(1)针对不平衡故障转子系统一阶共振振幅过大的问题,设计并制备了一种新型动力吸振器(skyhook型动力吸振器)用于抑制故障转子系统的振动研究,实验结果表明:skyhook型动力吸振器可以有效抑制不平衡故障转子系统的一阶共振,大幅降低系统的共振振幅;同时,对无阻尼单元的MS(质量-弹簧)型动力吸振器抑制特定工频时不平衡故障转子系统的振动进行了实验研究,结果表明:MS动力吸振器可以有效抑制转子系统的振动,大幅降低响应幅值;MS型动力吸振器的附加位置距离不含吸振器的转子系统上振幅最大位置越近,其抑振性能越优异。(2)针对含动力吸振器的不对中故障转子系统进行了实验研究。首先,建立了含动力吸振器的不对中故障转子系统的动力学方程,研究不同故障程度的转子系统的动力学特性;然后,搭建含动力吸振器的不对中故障转子系统实验台,测试不同故障程度时转子系统的临界转速;最后,测试工频在1/2倍临界转速附近时系统的振动响应,将所得结果与不含动力吸振器的转子系统的响应进行对比。结果表明:动力吸振器能够抑制不对中故障转子系统的二倍频超谐共振,可有效改善系统运行状态;附加动力吸振器后,故障系统的轴心轨迹由外“8”字形或月牙形转变为椭圆形,同时响应幅值得到降低;通过连续改变动力吸振器的刚度,可使不对中故障转子系统避免发生二倍频超谐共振。(3)对含动力吸振器的气流激振转子系统的动力学特性及稳定性进行了研究。首先,采用Muszynska流体力模型模拟气流激振力,建立含动力吸振器的气流激振转子系统的动力学模型,并采用Newmark-β迭代法进行求解,对该系统的动力学进行了分析;再采用Lyapunov近似理论求解系统的稳定性,研究了动力吸振器的参数对气流激振转子系统的稳定性的影响。结果表明:动力吸振器的固有频率及阻尼比对转子系统的稳定性有较大影响,动力吸振器的固有频率与转子的一阶固有频率相近时,转子系统的稳定性较高;动力吸振器的阻尼比约为0.06时,转子系统的稳定性较好;附加小阻尼的动力吸振器时转子系统存在二阶失稳现象。(4)对含动力吸振器的碰摩故障转子系统的动力学特性进行了研究。采用有限元理论对含skyhook型动力吸振器的碰摩故障转子系统进行了建模,并利用Newmark-β结合Newton-Raphson迭代法对动力学方程进行求解。通过对振动响应进行分析,并将所得结果与不含动力吸振器的碰摩故障转子系统的动力学特性进行了对比,结果表明:相同工况下,前者由周期运动进入倍周期运动的工频节点略早于后者,而退出倍周期运动、混沌运动的工频节点略晚于后者;在共振区内,前者混沌运行状态的工频数量远少于后者。对含MS型动力吸振器的碰摩故障转子系统进行了仿真及实验研究,并将结果与相同工况下不含动力吸振器的碰摩故障转子进行了对比,结果表明:当动力吸振器的固有频率与工频相等或相近时,前者的响应幅值比后者的响应幅值小,运行状态好于后者;当吸振器的固有频率与1/2倍工频或2倍工频相等时,前者的响应幅值比后者的响应幅值略大,运行状态略差于后者。(5)为获得具有最优抑振性能的动力吸振器,提出了一种参数优化方法,该方法适用于抑制不平衡故障转子系统振动的动力吸振器的参数优化问题。该优化方法将有限元理论和自适应粒子群算法相结合,具有精度高、收敛快等优点。利用该方法对MS型、Vogit型和skyhook型等3种动力吸振器进行了参数优化,并对优化结果进行了对比。结果表明:在抑制转子系统的一阶共振方面,skyhook型动力吸振器具有较优的抑振性能;在抑制特定频率时的转子的振动方面,MS型动力吸振器具有较优的抑振性能。两种动力吸振器的附加位置离振幅最大位置越近,抑振性能越好。为掌握参数变化对最优抑振性能的影响,分析了 skyhook型动力吸振器及MS型动力吸振器的最优抑振性能对各参数的灵敏度,结果表明:最优抑振性能对动力吸振器自身参数的灵敏度远高于对转子支承刚度、阻尼的灵敏度。
二、单跨转子轴承系统非线性振动分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、单跨转子轴承系统非线性振动分析(论文提纲范文)
(1)基于AD的转子—阻尼系统设计建模及参数匹配分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 转子系统研究现状 |
1.2.2 基于挤压油膜阻尼器的阻尼减振研究现状 |
1.2.3 公理设计研究现状 |
1.3 选题来源 |
1.4 研究内容 |
1.5 创新点 |
第二章 基于AD的转子-阻尼系统设计过程建模 |
2.1 公理设计的基本框架 |
2.1.1 设计域之间的映射关系 |
2.1.2 两个设计公理 |
2.2 转子-阻尼系统公理化设计建模 |
2.2.1 第一层FR_s分解及其DP_s映射 |
2.2.2 第二层FR_s分解及其DP_s映射 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于AD的高速转子系统特性分析 |
3.1 转子动力学基础 |
3.2 高速转子系统模型建立 |
3.3 转子系统运动学分析 |
3.3.1 材料属性 |
3.3.2 单元选择及网格划分 |
3.3.3 加载及边界条件 |
3.3.4 系统运动学分析结果 |
3.3.5 不同转速下转子系统强度分析 |
3.4 转子系统动力学分析 |
3.4.1 模态分析 |
3.4.2 谐响应分析 |
3.4.3 瞬态动力学分析 |
3.4.4 转子动力学分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于AD的挤压油膜阻尼器特性分析 |
4.1 不同激励状态下的动特性分析 |
4.1.1 挤压油膜阻尼器受激励情况 |
4.1.2 挤压油膜阻尼器动特性理论分析 |
4.2 挤压油膜阻尼器特性试验 |
4.2.1 挤压油膜阻尼器试验系统 |
4.2.2 不同转速、载荷下阻尼器特性分析 |
4.2.3 不同间隙比下阻尼器特性分析 |
4.2.4 不同进油压力下阻尼器特性分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于AD的转子-阻尼系统参数匹配分析 |
5.1 不同结构阻尼器运行特点分析 |
5.2 参数匹配分析 |
5.2.1 参数匹配方法 |
5.2.2 参数匹配规律 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
(2)多故障耦合作用下轴承-转子-机匣系统非线性动力学分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 转子支承方案简介 |
1.3 转子系统故障研究现状 |
1.3.1 转定子碰摩故障研究现状 |
1.3.2 转轴裂纹故障研究现状 |
1.3.3 支撑松动故障研究现状 |
1.4 气流激振力研究现状 |
1.5 螺栓法兰联接结构的轴承-转子系统研究现状 |
1.6 本文主要研究内容 |
第二章 非线性转子动力学基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 转子系统常见非线性动力学行为 |
2.2.1 碰摩故障 |
2.2.2 裂纹故障 |
2.2.3 松动故障 |
2.2.4 滚动轴承支撑力 |
2.2.5 气流激振力 |
2.2.6 螺栓法兰联接结构 |
2.3 非线性动力学方程求解方法 |
2.4 转子临界转速 |
2.5 周期、拟周期、混沌运动 |
2.5.1 周期运动 |
2.5.2 拟周期运动 |
2.5.3 混沌运动 |
2.6 频谱图、时间波形图、轴心轨迹图、Poincaré图、分岔图、瀑布图 |
2.7 本章小结 |
第三章 碰摩-裂纹-松动耦合故障作用下转子系统非线性动力学特性分析 |
3.1 引言 |
3.2 转子-滚动轴承-机匣系统动力学模型 |
3.2.1 系统动力学方程 |
3.2.2 转轴裂纹模型 |
3.2.3 系统主要参数 |
3.3 系统非线性动力学特性分析 |
3.3.1 转速对系统动力学响应的影响 |
3.3.2 转子不平衡量对系统动力学响应的影响 |
3.3.3 碰摩刚度对系统动力学响应的影响 |
3.3.4 轴承间隙对系统动力学响应的影响 |
3.3.5 碰摩间隙对系统动力学响应的影响 |
3.3.6 松动端轴承座质量对系统动力学响应的影响 |
3.3.7 支撑轴承型号对系统动力学响应的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 气流激振力作用下转子系统非线性动力学特性分析 |
4.1 引言 |
4.2 直叶片气流激振力 |
4.3 扭叶片气流激振力 |
4.4 气流激振力作用下的转子-滚动轴承-机匣系统动力学方程 |
4.5 气流激振力作用下系统非线性动力学特性分析 |
4.5.1 叶片形状对系统动力学响应的影响 |
4.5.2 进气速度对系统动力学响应的影响 |
4.5.3 叶片高度对系统动力学响应的影响 |
4.5.4 进出气角对系统动力学响应的影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 螺栓法兰联接转子系统非线性动力学特性分析 |
5.1 引言 |
5.2 含螺栓法兰联接的转子-滚动轴承-机匣系统动力学方程 |
5.3 系统非线性动力学特性分析 |
5.3.1 转速对系统动力学响应的影响 |
5.3.2 考虑气流激振力对系统动力学响应的影响 |
5.3.3 螺栓预紧力不平均对系统动力学响应的影响 |
5.3.4 轴承间隙对系统动力学响应的影响 |
5.3.5 转子偏心对系统动力学响应的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)燃气轮机拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 非线性转子动力学研究现状 |
1.2.2 转子系统弯曲振动的研究现状 |
1.2.3 转子系统扭转振动的研究现状 |
1.2.4 转子系统弯扭耦合振动的研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 非线性动力学分析理论基础 |
2.1 燃气轮机的结构介绍 |
2.2 拉杆转子物理模型及简化 |
2.3 非线性油膜力介绍 |
2.4 拉杆转子接触刚度模型 |
2.5 非线性转子动力学理论 |
2.5.1 状态方程及相空间 |
2.5.2 Poincaré映射 |
2.5.3 分岔理论 |
2.6 本章小结 |
第3章 双盘拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学特性 |
3.1 引言 |
3.2 转子轴承系统的动力学模型 |
3.3 数值分析结果与讨论 |
3.3.1 转速的影响 |
3.3.2 不平衡质量偏心距的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 三盘拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学特性 |
4.1 引言 |
4.2 转子轴承系统动力学建模 |
4.3 数值分析结果与讨论 |
4.3.1 转速的影响 |
4.3.2 不平衡质量偏心距的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 碰摩拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学特性 |
5.1 引言 |
5.2 转子轴承系统的动力学建模 |
5.2.1 碰摩力及力矩 |
5.2.2 运动方程 |
5.3 数值分析结果与讨论 |
5.3.1 转速的影响 |
5.3.2 不平衡质量偏心的影响 |
5.3.3 静子径向刚度的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表论文及参与的科研工作 |
致谢 |
(4)船用汽轮机-行星齿轮减速器轴系动力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源和背景及研究的目的和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究背景及研究的目的和意义 |
1.2 研究现状与存在问题 |
1.2.1 行星齿轮减速器研究现状 |
1.2.2 船用汽轮机研究现状 |
1.2.3 联轴器研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 人字齿封闭差动行星齿轮减速器动力学模型 |
2.1 引言 |
2.2 人字齿封闭差动行星齿轮减速器差动级动力学模型 |
2.2.1 差动级太阳轮—行星轮动力学模型 |
2.2.2 差动级内齿圈—行星轮动力学模型 |
2.2.3 差动级行星架—行星轮动力学模型 |
2.2.4 行星架支撑轴承动力学模型 |
2.3 人字齿封闭差动行星齿轮减速器封闭级动力学模型 |
2.3.1 封闭级太阳轮—行星轮动力学模型 |
2.3.2 封闭级内齿圈—行星轮动力学模型 |
2.3.3 封闭级行星架—行星轮动力学模型 |
2.4 人字齿封闭差动行星齿轮减速器联轴器动力学模型 |
2.4.1 直齿联轴器动力学模型 |
2.4.2 斜齿联轴器动力学模型 |
2.5 人字齿封闭差动行星齿轮减速器系统动力学模型 |
2.6 齿轮重力和啮合间隙对减速器输出轴动力学特性的影响 |
2.7 行星齿轮减速器振动特性实验验证 |
2.8 本章小结 |
第3章 人字齿封闭差动行星减速器动力学特性研究 |
3.1 引言 |
3.2 斜齿轮传动的时变啮合刚度计算 |
3.3 齿轮误差对减速器输出轴动力学特性的影响 |
3.3.1 齿轮误差的等效位移计算 |
3.3.2 齿轮误差对输出轴动态特性的影响 |
3.3.3 左右侧斜齿轮误差相位对输出轴动态特性的影响 |
3.4 斜齿轮错位啮合对减速器输出轴动力学特性的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 船用汽轮机转子—轴承系统动力学特性研究 |
4.1 引言 |
4.2 船用汽轮机转子—轴承系统动力学模型 |
4.2.1 刚性圆盘单元动力学模型 |
4.2.2 弹性轴段单元动力学模型 |
4.2.3 轴承单元动力学模型 |
4.2.4 汽轮机转子—轴承系统动力学模型 |
4.3 JEFFCOTT转子—轴承系统固有特性计算 |
4.4 轮盘偏心相位对单跨JEFFCOTT转子系统稳定性的影响 |
4.5 单跨JEFFCOTT转子系统实验验证 |
4.6 轮盘偏心相位对多跨JEFFCOTT转子系统稳定性的影响 |
4.7 船用汽轮机转子—轴承系统动态特性研究 |
4.8 本章小结 |
第5章 船用汽轮机—行星减速器耦合振动特性研究 |
5.1 引言 |
5.2 船用汽轮机—行星减速器系统耦合动力学模型 |
5.3 船用汽轮机—行星减速器系统轴系的固有特性研究 |
5.4 船用汽轮机在耦合动力系统中的振动特性 |
5.4.1 无外激励时船用汽轮机的耦合振动特性 |
5.4.2 偏心轮盘位置对船用汽轮机耦合振动特性的影响 |
5.4.3 轮盘偏心距对汽轮机耦合振动特性的影响 |
5.4.4 偏心轮盘相位差对船用汽轮机耦合振动特性的影响 |
5.4.5 船体浮摆对船用汽轮机耦合振动特性的影响 |
5.5 行星齿轮减速器在耦合动力系统中的振动特性 |
5.5.1 无外激励时行星减速器的耦合振动特性 |
5.5.2 齿轮误差对行星减速器耦合振动特性的影响 |
5.5.3 左右侧斜齿轮错位啮合对行星减速器耦合振动特性的影响 |
5.6 船用汽轮机轴系与行星减速器振动特性的相互影响研究 |
5.6.1 齿轮误差对轴系振动特性的影响 |
5.6.2 船舶浮动和摆动对行星齿轮减速器振动特性的影响 |
5.6.3 联轴器不对中对行星齿轮减速器系统振动特性的影响 |
5.6.4 轮盘偏心位置对行星齿轮减速器振动特性的影响 |
5.6.5 轮盘偏心相位对行星齿轮减速器振动特性的影响 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)多源激励作用下转子-迷宫密封系统动力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源和背景及研究的目的和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 迷宫密封激振力模型 |
1.2.2 迷宫密封热-流-固耦合模型 |
1.2.3 流体激励下转子系统动力学特性研究 |
1.2.4 基础激励与支座松动的转子系统动力学特性研究 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 迷宫密封非线性激振力模型及转子系统动力学特性分析 |
2.1 引言 |
2.2 迷宫密封非线性激振力模型 |
2.2.1 齿腔内流体激振力模型 |
2.2.2 齿顶间隙处流体激振力模型 |
2.3 迷宫密封激振力模型的验证 |
2.4 迷宫密封-转子系统动力学模型 |
2.5 迷宫密封性能及转子-密封系统动力学特性分析 |
2.5.1 转速对密封性能及转子系统动力学特性的影响 |
2.5.2 压比对密封性能及转子系统动力学特性的影响 |
2.5.3 密封间隙对密封性能及转子系统动力学特性的影响 |
2.5.4 密封齿高对密封性能及转子系统动力学特性的影响 |
2.5.5 密封长度对密封性能及转子系统动力学特性的影响 |
2.5.6 不平衡量对转子系统动力学特性的影响 |
2.6 本章小结 |
第3章 迷宫密封及转子系统在热-流-固耦合状态的动力学特性分析 |
3.1 引言 |
3.2 迷宫密封热-流-固耦合分析的计算流程 |
3.3 迷宫密封热-流-固耦合模型 |
3.3.1 迷宫密封单控制体模型 |
3.3.2 迷宫密封热传递模型 |
3.3.3 迷宫密封的弹性力学模型 |
3.3.4 迷宫密封动力特性系数 |
3.4 迷宫密封热-流-固耦合模型的验证 |
3.5 热-流-固耦合作用下的密封性能分析 |
3.5.1 热变形对迷宫密封性能影响分析 |
3.5.2 离心变形对迷宫密封性能影响分析 |
3.5.3 入口预旋对迷宫密封性能影响分析 |
3.5.4 密封环固定方式对迷宫密封性能影响分析 |
3.6 转子-密封系统的热-流-固耦合动力学模型及稳定性 |
3.7 转子-密封系统在热-流-固耦合状态下的动力学特性分析 |
3.7.1 转速对转子-密封系统动力学特性的影响 |
3.7.2 温度对转子-密封系统动力学特性的影响 |
3.7.3 入口预旋对转子-密封系统动力学特性的影响 |
3.8 本章小结 |
第4章 基础振动及支座松动的转子-轴承-密封系统动力学特性分析 |
4.1 引言 |
4.2 基础振动的转子-密封-轴承系统动力学模型 |
4.2.1 基础振动的转子系统动力学模型 |
4.2.2 密封力和轴承油膜力模型 |
4.3 基础振动对转子-密封-轴承系统动力学特性的影响 |
4.3.1 转速对基础振动转子系统动力学特性的影响 |
4.3.2 基础振动频率对转子系统动力学特性的影响 |
4.3.3 基础振动幅值对转子系统动力学特性的影响 |
4.3.4 基础垂直振动对转子系统动力学特性的影响 |
4.4 支座松动的转子-密封-轴承-基础系统动力学模型 |
4.5 支座松动对转子系统动力学特性的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 多源激励作用下转子轴系动力学特性分析 |
5.1 引言 |
5.2 基于Timoshenko梁理论的基础振动及支座松动的轴系模型 |
5.2.1 轮盘 |
5.2.2 弹性轴段 |
5.2.3 不平衡质量 |
5.2.4 松动支座 |
5.2.5 系统动力学方程 |
5.3 轴系动力学模型的验证 |
5.3.1 基础振动的轴系动力学模型的验证 |
5.3.2 支座松动的轴系动力学模型的验证 |
5.4 单跨轴系的动力学特性分析 |
5.4.1 基础无振动激励的单跨轴系动力学响应 |
5.4.2 基础振动对支座松动的单跨轴系动力学特性的影响 |
5.5 双跨轴系的动力学特性分析 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(6)基于整体式挤压油膜阻尼器的转子及齿轮系统振动控制研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究的目的和意义 |
1.3 转子系统振动控制研究进展 |
1.3.1 转子振动被动控制技术 |
1.3.2 转子振动主动控制技术 |
1.4 齿轮传动系统振动控制研究进展 |
1.4.1 齿轮传动系统振动原因 |
1.4.2 齿轮系统减振方法研究进展 |
1.4.3 齿轮轴系不对中振动研究进展 |
1.5 整体式挤压油膜阻尼器研究进展 |
1.5.1 传统挤压油膜阻尼器现状及存在的问题 |
1.5.2 整体式挤压油膜阻尼器出现背景 |
1.5.3 整体式挤压油膜阻尼器结构特点及减振增稳机理 |
1.5.4 整体式挤压油膜阻尼器结构演变 |
1.5.5 整体式挤压油膜阻尼器动力特性研究 |
1.5.6 整体式挤压油膜阻尼器的工程应用现状 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第二章 整体式挤压油膜阻尼器结构设计及性能分析 |
2.1 引言 |
2.2 整体式挤压油膜阻尼器结构设计 |
2.2.1 网格相关分析 |
2.2.2 轴向长度对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.3 油膜间隙对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.4 S形弹簧分布角度对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.5 S形弹簧径向厚度对ISFD径向刚度的影响 |
2.2.6 S形弹簧径向位置对ISFD径向刚度的影响 |
2.3 整体式挤压油膜阻尼器径向刚度的实验测量 |
2.3.1 ISFD静载荷位移曲线计算 |
2.3.2 ISFD径向刚度的测量 |
2.4 整体式挤压油膜阻尼器-单盘转子系统的不平衡响应 |
2.4.1 ISFD-单盘转子系统的不平衡响应实验 |
2.4.2 ISFD阻尼系数计算 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于整体式挤压油膜阻尼器的转子系统振动主动控制研究 |
3.1 引言 |
3.2 ISFD力学模型及减振原理 |
3.3 振动主动控制系统设计 |
3.3.1 振动主动控制系统组成部分及功能 |
3.3.2 控制系统软硬件 |
3.3.3 控制策略设计 |
3.4 单跨转子振动控制实验 |
3.4.1 单跨转子结构设计及模态分析 |
3.4.2 基于转速的开关控制实验 |
3.5 单跨悬臂转子振动控制实验 |
3.5.1 单跨悬臂转子结构设计及模态分析 |
3.5.2 基于转速的开关控制实验 |
3.6 本章小结 |
第四章 整体式挤压油膜阻尼器-齿轮系统动力学分析 |
4.1 引言 |
4.2 齿轮系统简化振动模型及其分析 |
4.3 齿轮系统动力学建模 |
4.4 动力学方程的求解 |
4.4.1 Runge-Kutta方法简介 |
4.4.2 齿轮系统动力学参数计算 |
4.4.3 基于Matlab的动力学计算 |
4.5 实验验证 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于整体式挤压油膜阻尼器的齿轮轴系减振特性研究 |
5.1 引言 |
5.2 ISFD安装位置对齿轮轴系减振特性的影响研究 |
5.2.1 实验装置介绍 |
5.2.2 结果与讨论 |
5.3 ISFD阻尼液黏度对齿轮轴系减振特性的影响研究 |
5.3.1 实验装置介绍 |
5.3.2 结果与讨论 |
5.4 基于ISFD的多平行齿轮轴系减振研究 |
5.4.1 实验装置介绍 |
5.4.2 结果与讨论 |
5.5 ISFD抑制齿轮轴系不对中振动研究 |
5.5.1 平行不对中齿轮轴系动力学模型 |
5.5.2 实验装置介绍 |
5.5.3 结果与讨论 |
5.6 本章小结 |
第六章 整体式挤压油膜阻尼器在齿轮箱中的应用研究 |
6.1 引言 |
6.2 齿轮箱及整体式挤压油膜阻尼器简介 |
6.3 实验装置介绍 |
6.3.1 两种轴承支承形式 |
6.3.2 齿轮箱实验台 |
6.4 实验结果分析 |
6.4.1 不同转速工况下减振实验 |
6.4.2 不同负载工况下减振实验 |
6.4.3 振动时域及频域分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 基于整体式弹性环挤压油膜阻尼器的齿轮轴系减振实验研究 |
7.1 引言 |
7.2 整体式弹性环挤压油膜阻尼器简介 |
7.2.1 IERSFD结构特点 |
7.2.2 IERSFD力学模型 |
7.3 实验装置介绍 |
7.3.1 两种支承结构 |
7.3.2 实验台参数 |
7.4 结果与讨论 |
7.4.1 IERSFD抑制齿轮轴系振动分析 |
7.4.2 阻尼液黏度对齿轮轴系减振特性的影响 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 论文的主要结论 |
8.2 本文的创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(7)转子不平衡量和轴承系数同时识别方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 问题的提出 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.2.1 转子动力学计算方法 |
1.2.2 转子不平衡量辨识及动平衡方法 |
1.2.3 转子支承刚度阻尼系数识别方法 |
1.3 研究目标和内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 本章小结 |
2 四测点频域融合识别方法的理论研究 |
2.1 单盘单跨转子不平衡响应连续动力学分析方法 |
2.2 四测点频域融合识别方法 |
2.3 本章小结 |
3 四测点频域融合识别方法的数值实验 |
3.1 不平衡响应解析解的数值实验 |
3.1.1 计算实例1-非对称滑动轴承转子系统 |
3.1.2 计算实例2-非对称滚动轴承转子系统 |
3.1.3 计算实例3-对称滑动轴承转子系统 |
3.1.4 计算实例4-对称滚动轴承转子系统 |
3.1.5 分析与讨论 |
3.2 四测点频域融合识别方法的数值实验 |
3.2.1 计算实例2-非对称滚动轴承转子 |
3.2.2 计算实例4-对称滚动轴承转子 |
3.2.3 分析与讨论 |
3.3 本章小结 |
4 微调转速四测点频域融合识别方法的理论研究 |
4.1 轴承刚度阻尼系数识别 |
4.2 不平衡量识别 |
4.3 本章小结 |
5 微调转速四测点频域融合识别方法的数值实验 |
5.1 计算实例5-非对称滑动轴承转子系统 |
5.1.1 基本参数及实验思路 |
5.1.2 实验结果 |
5.1.3 分析与讨论 |
5.2 计算实例6-非对称滚动轴承转子系统 |
5.2.1 基本参数及实验思路 |
5.2.2 实验结果及分析 |
5.2.3 分析与讨论 |
5.3 计算实例3-对称滑动轴承转子系统 |
5.3.1 基本参数及实验思路 |
5.3.2 实验结果及分析 |
5.3.3 分析与讨论 |
5.4 计算实例4-对称滚动轴承转子系统 |
5.4.1 基本参数及实验思路 |
5.4.2 实验结果及分析 |
5.4.3 分析与讨论 |
5.5 本章小结 |
6 实验研究 |
6.1 实验台开发 |
6.2 实验过程及结论 |
6.2.1 实验目的与步骤 |
6.2.2 实验数据、分析及结论 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(8)转子碰摩与故障诊断技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景及意义 |
1.2 转子碰摩故障的国内外研究现状 |
1.2.1 非线性动力学研究方法 |
1.2.2 转子系统碰摩故障的研究现状 |
1.2.3 转子系统油膜失稳问题研究现状 |
1.2.4 故障振动信号的特征提取方法 |
1.2.5 模式识别的研究现状 |
1.3 本课题主要研究内容 |
1.4 本章小结 |
第2章 单跨双盘转子系统动力学行为研究 |
2.1 概述 |
2.2 系统模型与方程的建立 |
2.2.1 油膜支撑的碰摩力模型 |
2.2.2 非线性油膜力的选择 |
2.2.3 微分方程的建立 |
2.3 系统数值仿真分析 |
2.4 转子系统碰摩实验研究 |
2.4.1 实验装置介绍 |
2.4.2 不同转速下油膜力对碰摩力的影响因素 |
2.5 本章小结 |
第3章 转子系统碰摩故障特征提取技术 |
3.1 概述 |
3.2 故障特征提取方法 |
3.3 变分模态分解(VMD) |
3.3.1 基础概念 |
3.3.2 变分模态分解基本原理 |
3.3.3 变分模态分解算法流程 |
3.4 VMD的影响参数 |
3.5 基于VMD的转子故障时频分析结果 |
3.6 基于LMD的转子故障时频分析结果 |
3.7 本章小结 |
第4章 转子碰摩故障识别技术 |
4.1 概述 |
4.2 支持向量机理论 |
4.2.1 机器学习概述 |
4.2.2 VC维与推广性界理论 |
4.2.3 结构风险最小化原则 |
4.3 支持向量机分类方法 |
4.3.1 线性支持向量机 |
4.3.2 非线性支持向量机 |
4.4 支持向量机模型的建立 |
4.4.1 训练集的选择 |
4.4.2 核函数的选择 |
4.4.3 SVM模型选择 |
4.5 基于粒子群优化算法改进支持向量机参数 |
4.5.1 粒子群优化算法的概述 |
4.5.2 粒子群算法原理 |
4.5.3 粒子群算法中的参数选择 |
4.6 基于粒子群优化SVM参数在故障诊断中的应用 |
4.7 本章小结 |
第5章 实验验证 |
5.1 基于VMD和PSO-SVM的转子碰摩故障诊断 |
5.2 转子碰摩故障信号的采集 |
5.3 基于VMD在转子碰摩故障信号的特征提取技术 |
5.4 转子碰摩故障诊断的实验验证 |
5.4.1 基于PSO算法优化的SVM在故障识别中的应用 |
5.4.2 模式识别结果 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(9)电站给水泵转子-轴承系统动力学特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究发展现状及分析 |
1.2.1 转子动力学建模的发展及研究 |
1.2.2 转子系统固有特性的研究 |
1.2.3 非线性动力学方程求解方法 |
1.2.4 转子系统动力响应的研究 |
1.2.5 转子系统稳定性的研究 |
1.3 本课题研究目标及主要工作 |
第2章 基于有限元法给水泵转子-轴承系统的动力学建模与算法 |
2.1 引言 |
2.2 转子-轴承系统的有限元建模 |
2.2.1 基于Timoshenko梁的转子的有限元模型 |
2.2.2 滚动轴承轴承力模型 |
2.2.3 转子-轴承系统的整体动力学模型 |
2.3 DG85-80*5型给水泵转子-轴承系统动力学建模 |
2.4 特征方程的求解方法 |
2.4.1 特征方程的转变求解 |
2.4.2 QR算法 |
2.5 求解系统动力响应的Newmark-β法 |
2.6 本章小结 |
第3章 固有特性与不平衡响应计算与分析 |
3.1 引言 |
3.2 给水泵固有特性的计算与分析 |
3.2.1 给水泵临界转速的计算分析 |
3.2.2 给水泵振型的分析 |
3.3 给水泵湿模态分析 |
3.3.1 湿态工况下临界转速的计算分析 |
3.3.2 湿态工况下振型的计算分析 |
3.4 轴承刚度对转子固有特性的影响 |
3.4.1 轴承刚度对临界转速的影响 |
3.4.2 轴承刚度对振型的影响 |
3.5 轴承刚度对转子不平衡响应的影响 |
3.5.1 轴承刚度对幅频特性的影响 |
3.5.2 轴承刚度对轴心轨迹的影响 |
3.6 考虑液体作用力的不平衡响应分析 |
3.6.1 液体作用力对幅频特性的影响 |
3.6.2 液体作用力对轴心轨迹的影响 |
3.7 本章小结 |
第4章 转子-滚动轴承系统非线性动力响应与稳定性分析 |
4.1 引言 |
4.2 液体作用力对系统动力响应的影响 |
4.2.1 系统动力响应的计算和分析 |
4.2.2 液体作用力对系统动力响应的影响 |
4.3 偏心距对系统动力响应的影响 |
4.4 轴承游隙对系统动力响应的影响 |
4.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(10)含动力吸振器的故障转子系统的动力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及课题研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状及发展动态分析 |
1.2.1 不平衡故障转子系统的振动抑制研究 |
1.2.2 不对中故障转子系统的动力学和振动抑制研究 |
1.2.3 气流激振转子系统的稳定性和振动抑制研究 |
1.2.4 碰摩故障转子系统的动力学和振动抑制研究 |
1.2.5 动力吸振器在转子系统振动抑制方面的应用研究 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 动力吸振器抑制不平衡故障转子系统振动的实验研究 |
2.1 概述 |
2.2 转子抑振动力吸振器的概念设计及模型简化 |
2.2.1 动力吸振器的基础理论 |
2.2.2 转子抑振动力吸振器的结构形式 |
2.3 含动力吸振器的不平衡故障转子系统的动力学建模 |
2.3.1 不平衡故障转子系统的动力学方程 |
2.3.2 含动力吸振器的不平衡故障转子系统的动力学方程 |
2.4 动力吸振器的结构设计及参数测试 |
2.4.1 动力吸振器的结构设计 |
2.4.2 磁性阻尼的结构设计及参数测试 |
2.4.3 动力吸振器的弹簧单元的参数测定 |
2.5 动力吸振器抑振的实验测试 |
2.5.1 抑制转子系统一阶共振的实验测试 |
2.5.2 抑制转子系统定频振动的实验测试 |
2.6 本章小结 |
第3章 动力吸振器抑制不对中故障转子系统振动的实验研究 |
3.1 概述 |
3.2 含动力吸振器的不对中故障转子系统的动力学建模 |
3.2.1 不对中故障简介 |
3.2.2 动力学建模 |
3.3 含动力吸振器的不对中故障转子系统的仿真研究 |
3.3.1 仿真参数 |
3.3.2 标高对系统固有频率的影响 |
3.4 实验研究 |
3.4.1 故障转子耦合系统实验台的搭建 |
3.4.2 实验系统的临界转速 |
3.4.3 具有不对中故障的系统1的响应分析 |
3.4.4 具有不对中故障的系统2的响应分析 |
3.4.5 具有不对中故障的系统3的响应分析 |
3.4.6 工频为22 Hz时各系统响应对比 |
3.5 本章小结 |
第4章 含动力吸振器的气流激振转子系统的动力学特性仿真研究 |
4.1 概述 |
4.2 气流激振转子系统的响应的仿真分析 |
4.2.1 气流激振力 |
4.2.2 气流激振转子系统的动力学建模 |
4.2.3 气流激振转子系统的动力学特性 |
4.3 含动力吸振器的气流激振转子系统的响应的仿真分析 |
4.3.1 含动力吸振器的气流激振转子系统的动力学建模 |
4.3.2 含动力吸振器的气流激振转子系统的动力学特性 |
4.4 稳定性分析 |
4.4.1 稳定性的判别方法 |
4.4.2 动力吸振器的参数对耦合系统的稳定性的影响 |
4.4.3 数值验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 含动力吸振器的碰摩故障转子系统的动力学特性研究 |
5.1 概述 |
5.2 含动力吸振器的碰摩故障转子系统的动力学建模 |
5.2.1 含动力吸振器的转子系统的动力学方程 |
5.2.2 基于接触辨别的碰摩力模型 |
5.2.3 含动力吸振器的碰摩故障转子系统的动力学方程 |
5.3 仿真研究 |
5.3.1 仿真参数 |
5.3.2 含skyhook型动力吸振器的碰摩故障转子系统的动力学特性 |
5.3.3 含MS型动力吸振器的碰摩故障转子系统的动力学特性 |
5.4 实验验证 |
5.4.1 实验装置介绍 |
5.4.2 含吸振器2的碰摩故障转子系统的实验验证 |
5.4.3 含吸振器3的碰摩故障转子系统的实验验证 |
5.5 本章小结 |
第6章 动力吸振器的参数优化研究 |
6.1 概述 |
6.2 单自由度动力吸振器的最优参数 |
6.3 动力吸振器的参数优化方法 |
6.3.1 常规参数优化方法 |
6.3.2 有限元理论结合数值优化的参数优化方法 |
6.4 仿真研究 |
6.4.1 仿真参数 |
6.4.2 优化方法的有效性及优异性 |
6.4.3 共振抑振动力吸振器的参数优化及参数灵敏度分析 |
6.4.4 定频抑振动力吸振器的参数优化及参数灵敏度分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A: 攻读学位期间发表的学术论文及获奖情况 |
A.1 发表的学术论文 |
A.2 专利 |
附录B: 作者从事科学研究和学习经历的简历 |
B.1 攻读博士期间参加的科研项目 |
B.2 作者的学习经历简介 |
四、单跨转子轴承系统非线性振动分析(论文参考文献)
- [1]基于AD的转子—阻尼系统设计建模及参数匹配分析[D]. 姜辛. 西安石油大学, 2021(09)
- [2]多故障耦合作用下轴承-转子-机匣系统非线性动力学分析[D]. 仲崇高. 中国民航大学, 2020(01)
- [3]燃气轮机拉杆转子弯扭耦合的非线性动力学特性研究[D]. 李傲. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [4]船用汽轮机-行星齿轮减速器轴系动力学特性研究[D]. 莫文超. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]多源激励作用下转子-迷宫密封系统动力学特性研究[D]. 张恩杰. 哈尔滨工业大学, 2019
- [6]基于整体式挤压油膜阻尼器的转子及齿轮系统振动控制研究[D]. 路凯华. 北京化工大学, 2019(01)
- [7]转子不平衡量和轴承系数同时识别方法研究[D]. 姚伟. 中国矿业大学(北京), 2019(10)
- [8]转子碰摩与故障诊断技术研究[D]. 卢子乾. 沈阳理工大学, 2019(03)
- [9]电站给水泵转子-轴承系统动力学特性分析[D]. 王颖冰. 大连海事大学, 2018(06)
- [10]含动力吸振器的故障转子系统的动力学特性研究[D]. 刘子良. 东北大学, 2018(01)