润滑耦合下冲击引起的轴系弯扭振动特性分析

船舶推进轴系的弯扭振动与支承轴承的润滑油膜相互耦合,互相影响。文中给出了轴承的润滑方程及润滑与弯扭振动耦合的运动方程,通过数值计算,研究了润滑油粘度对轴系振动的影响。从计算的结果可知:在冲击载荷的作用下,弯扭振动响应随粘度增大而减弱,振幅衰减加快,冲击作用对轴系振动干扰时间缩短。同时,润滑粘度愈低,弯扭耦合性愈强,振幅改变愈大,互激励愈明显,而在高粘度条件下,轴系的弯扭耦合性减弱,扭转振动受冲击载荷的影响不明显,而弯曲振动受冲击载荷的影响明显存在。

次同步谐振下机组轴系弯扭振动信号分析

分析了次同步谐振下机电扭振互作用的原因。针对现场难以实现的困难,提出并设计了汽轮发电机组模拟系统的次同步谐振试验,并将HHT应用到次同步谐振下的机组弯扭振动的信号分析。Hilbert谱图定量刻画了次同步谐振下轴系弯扭振动的快速发展过程,直观准确地表现了弯扭信号的本质特征。分析表明,次同步谐振下轴系的弯振和扭振是相互影响、相互作用的,发现扭振有抑制轴系复杂频率振动的能力。当次同步谐振的扭振发生时,扭振含有的丰富频率成分发生了变化,并且弯振的二倍频消失。

轴系弯扭振动的频率分析方法

从弯扭耦合的角度来研究旋转轴系的振动 ,将能更准确地把握轴系的动力学特性 ,从而为轴系的安全运行提供更有效的保障。针对基于分段连续质量模型的轴系弯扭耦合振动数学模型 ,进一步简化并提出多维频率分析方法 ,将频率变化与轴系的结构参数联系起来 ,有利于直观分析 ,同时给出分析振型。

基于绝对节点坐标法的变截面拱面外弯扭振动分析

基于绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)研究了均质变截面Euler-Bernoulli拱的面外弯扭振动的振动特性。建立了考虑面外弯曲和扭转的均质的振动模型,在总体惯性坐标系下,将它划分为若干个变截面拱单元,给出单元的动能、应变能以及外力势能的表达式,得到了单元质量矩阵和刚度矩阵,进而获得了拱的总体的质量矩阵和刚度矩阵。应用Lagrange方程建立了拱的弯扭振动微分方程。数值计算了两端固定的等截面圆弧拱和变截面圆弧拱的前三阶频率,画出了相应的振型图,分析了变截面圆弧拱的中心角、半径、高宽比以及均布径向载荷对其振动特性的影响规律;数值计算了两端固定的等截面和变截面抛物线型非圆弧拱的前三阶频率,画出了相应的振型图。

圆环弯扭振动的精确解

本文推导了圆环弯扭振动的β_n(θ)表达式和特征值λ_n计算式。计算了二种边界条件下的特征值,解决了文[4]无法克服的困难。同时,利用微分方程的相似性,有效地解决了较难处理的边界条件问题。作者编写了计算各种情况和不同边界条件下特征值的程序,得到了满意的结果。

简支条件下单轴对称三角形管翼缘工字形梁弯扭振动理论与有限元验证

基于板-梁理论求出单轴对称三角形管翼缘工字形梁的弯扭变形应变能以及弯扭振动的动能,利用能量变分原理分析单轴对称三角形管翼缘工字形梁弯扭振动问题,同时利用Mathematica进行辅助求解,计算得到简支条件下弯扭振动各阶频率解,最后利用ANSYS软件进行验证并提取相对应频率解验证各阶频率解的正确性。结果表明:频率误差在-2.23%~2.36%之间。文章通过对单轴对称三角形管翼缘工字形梁的研究试图为工程应用提供参考。

动车牵引电机转子的弯扭振动特性研究

弯扭振动特性是动车牵引电机在复杂列车振动环境中安全可靠运行的关键评价依据。为此,考虑动车牵引电机结构特点,利用转子动力学有限元方法构建牵引电机转子系统的梁元有限元模型,探讨转子铁芯和电机惯性负载在牵引电机转子动力学系统中的模拟方法和对系统弯扭振动特性的影响规律。结果表明:转子铁芯对牵引电机转子系统模态的显著影响仅限于在铁芯段存在较大形变的模态振型;铁芯质量分布直接影响系统弯扭特性的准确性,需按照动力学分析目的选择铁芯质量的离散数目;铁芯对转轴的刚度贡献能显著提高系统扭转模态频率,但弯曲模态频率的提高在转轴刚度增加到一定程度后变得不明显;电机惯性负载会使电机转子系统引入更低频率的扭转模态,有可能造成电机与负载之间的扭转共振,但另一方面电机惯性负载并不影响系统弯曲振动特性。

车辆变速器弯扭振动特性分析

为研究车辆变速器弯扭振动特性,以某车辆变速器为研究对象,根据振动弯曲理论,建立变速器齿轮轴系弯扭振动数学模型;将不规则的变速器侧面箱体简化为质量均匀的薄板,基于薄板理论推导考虑传动轴系弯扭振动激励下的箱体振动方程;对传动轴弹性化处理后进行模态分析得到其振型函数,采用数值方法求解齿轮轴系和箱体的振动响应;分析箱体和齿轮轴系振动特性,并设计台架试验进行验证。结果表明:测点试验结果与计算结果的均方根值最大误差为32%,且振动趋势一致。研究结果可为探明车辆变速器弯扭振动传递机理与变速器动态可靠性研究提供理论基础。

大展弦比板弯扭耦合受迫振动分析

对于工程广泛存在的大展弦比结构,首次研究了大展弦比板弯扭耦合受迫振动响应.考虑弦向相对弯曲刚度远大于展向弯曲刚度,将弦向截面等效为刚体,考虑其绕展向轴线的扭转,应用Hamilton原理分别计算大展弦比板的势能与动能,建立两端简支的大展弦比板弯扭耦合受迫振动的动力学控制方程.将动力学控制方程进行Galerkin截断后,通过谐波平衡法和微分求积法/微分求积单元法,计算得到了大展弦比模型弯扭耦合受迫振动稳态响应的解析解及数值解,同时验证了解的截断收敛性及谐波收敛性.最后研究了外激励幅值对结构受迫振动响应的影响.结果将为工程中广泛存在的大展弦比结构设计提供指导.

齿轮轴系弯扭耦合振动特性

以某大型压缩机转子系统为研究对象,计及机组和支承的弹性变形和齿轮的时变啮合刚度,结合转子动力学,建立了齿轮转子系统的有限元模型,综合分析了齿轮转子系统的弯扭耦合振动特性.探讨了膜片联轴器、啮合刚度以及支承刚度、支承阻尼对齿轮转子系统固有频率和稳定性的影响.结果表明,啮合刚度对系统临界转速的影响不大,而对系统处于高阶模态时的稳定性影响较显著;膜片联轴器的中间轴段质量、膜片数目、膜片厚度等以及支撑的刚度、阻尼对系统的临界转速和稳定性都有一定的影响.

轴向摩擦转子的弯扭耦合振动分析

推导了圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式,并根据力矩相等原则,建立考虑轴向碰摩的单跨双盘转子-静子的弯扭耦合振动方程。采用数值方法,计算分析轴向摩擦对转子运动的影响。研究表明,轴向摩擦导致系统出现多周期和混沌的横向运动,而圆盘扭转运动则能够较直接地反映轴向摩擦的严重程度。

汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动研究

对汽轮发电机组轴系的离散质量模型采用传递矩阵方法和模态综合技术研究了中、低压末级长叶片切向弯曲振动对轴系扭转振动的影响。研究表明，长叶片与轴系之间存在着弯扭耦合振动，叶片的切向弯曲振动对轴系扭振特性有影响。

齿轮-转子-轴承系统弯扭耦合振动模型研究

总结了齿轮－转子－轴承系统弯扭耦合振动的耦合模型，指明了它们之间的内在关系．通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对齿轮间动态啮合力的影响，建立了更加合理、更加精细的弯扭耦合模型．以前的弯扭耦合模型只是文章中新模型的特例，可由新模型退化得到．

质量不平衡转子的弯扭耦合振动分析

对Jeffcott质量不平衡转子建立弯扭耦合振动方程。利用小参数法,得到该耦合振动方程的解析解,并给出数值仿真结果。理论分析与计算表明:弯振与扭振是相互耦合的,质量偏心是耦合的前提;转子在圆频率为ω1的外部激励作用下,通过弯扭耦合,主要激发出频率为|Ω-ω1|的扭振。当转子有频率为ωT1的外扭矩作用时,将主要激励产生|Ω±ωT1|频率成分的弯振;转速Ω等于转轴扭振固有频率ωt0与弯振固有频率ω0之和或之差时,可能发生弯扭耦合共振;当外激励的频率为弯振(或扭振)固有频率时,也会激发出较大的扭振(或弯振);弯扭耦合共振导致转子损坏的可能性很小,可为故障诊断提供有益的信息。

高速齿轮转子系统弯扭耦合振动研究

针对实际高速齿轮转子系统,建立了考虑齿轮啮合及扭转作用的弯扭耦合非线性振动模型,推导了不平衡转子弯扭耦合振动的动力学微分方程,通过数值仿真方法得到了工作转速下齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征图形,得出齿轮啮合、扭转作用下的齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征,研究了偏心距、齿轮啮合刚度等参数对系统振动响应的影响规律,为齿轮转子耦合系统的结构优化设计、诊断和安全经济运行提供一定的理论依据。

齿式联接不对中转子的弯扭耦合振动特性分析

以齿式联轴器的不对中故障为研究对象,推导不对中激励力表达式,并从动力学的角度,建立不对中弯扭耦合振动微分方程。基于该微分方程,文中先从理论分析角度,定性分析弯振对扭振的影响和扭振对弯振的影响,接着从变转速过程、质量偏心、不对中量以及阻尼系数对弯扭耦合特性影响几方面进行数值仿真分析。计算表明,弯振与扭振是相互耦合的,质量偏心是耦合的前提。弯振频率包含工频和二倍频成分等,不对中越严重,二倍频所占比例越大,其轴心轨迹为双环椭圆。弯扭耦合将激发各阶谐波扭振,包括工频、二倍频和三倍频,其中工频扭振占主导地位。

齿轮耦合复杂转子系统弯扭耦合振动分析的轴单元法

针对存在非平行轴的多分支齿轮耦合复杂转子系统,基于子结构分析理论,将系统中的每一根轴视为单元,将齿轮啮合力视为单元的激振力,在局部坐标系中采用集总质量法建立该单元的振动方程;在系统总体坐标系中,将各单元的振动方程联立,形成齿轮耦合复杂转子系统弯扭耦合振动方程,通过数值求解,获得系统固有频率和动态响应。采用所提出的轴单元法,对某航空发动机启动系统进行了模态和强迫振动特性分析。

转子—齿轮联轴器系统的弯扭耦合振动研究

根据内齿轮副的啮合条件和拉格朗日方程，在旋转坐标系中建立了转子—齿轮联轴器系统的弯扭耦合振动方程。对方程进行数值积分求解，结果表明，对于对中良好的轴系，弯扭耦合与弯扭解耦时其瞬态响应的低阶频率值非常接近；对于不对中轴系，弯扭耦合会产生偶数倍频的弯曲振动分量和奇数倍频的扭转振动分量。

固定式刚性联轴器不对中弯扭耦合振动特性

以水轮发电机组固定式刚性联轴器平行不对中故障为研究对象,从动力学角度推导不对中机理,建立平行不对中弯扭耦合振动微分方程.基于该微分方程,理论上分析了弯振、扭振之间的相互影响;从转速、质量偏心、不对中量和阻尼系数等几方面进行弯扭耦合振动数值仿真.仿真计算表明:弯振与扭振通过固结于转子的偏心质量相互耦合;弯振主要包含工频成分,不对中越严重,工频所占比例越大.扭振包括极大的直流分量和少量倍频成分,过大的直流分量对机组安全不利.

C SP轧机弯扭耦合振动频率研究

CSP轧机在生产过程中,主传动系统存在强烈的扭转振动和弯曲振动,并且这两种振动相互耦合,呈现出复杂的非线性动力学特性。因此,研究轧机主传动系统的动力学耦合特性,对于抑制轧机振动、保证高效平稳地生产具有重要的理论意义和实用价值。利用已推导的弯扭耦合振动微分方程,对弯曲振动和扭转振动的相互影响因素做了理论分析,并得到了现场实验验证,说明CSP轧机在发生异常振动时确实存在弯扭耦合振动现象。