考虑接触效应的端齿连接转子动力学特性研究

针对有限元分析软件无法处理模态分析中弹塑性单元等非线性特征的问题,利用静态有限元分析方法得出了考虑表面接触的端齿结构刚度随预紧力变化规律,提出了可以表征接触效应影响下端齿连接结构刚度的等效方法。建立了考虑接触的端齿连接转子等效模型,对不同预紧力作用条件下的转子进行了模态分析,得出了预紧力对转子各阶模态及临界转速的影响规律。结果表明:等效方法可以在模态分析中正确反映接触效应对转子刚度的影响,精度满足工程应用要求。

考虑齿面粗糙度的端齿连接结构接触刚度求解方法研究

针对端齿连接结构接触刚度分析方法无法考虑接触界面微观形貌的问题,提出了一种接触界面刚度解析模型。通过对端齿连接结构进行受力分析与刚度转换,得到端齿接触界面刚度的一般模型,并将GW粗糙表面模型带入其中,得到基于GW粗糙表面模型的具体的端齿接触界面刚度公式,最后与计入接触界面微观形貌影响的端齿有限元分析结果进行了比较,得到了表面微观形貌对端齿接触刚度的影响,并进一步得到了端齿连接结构法向刚度和切向刚度与预紧力和切向力的变化关系。研究结果表明,该解析模型与有限元结果吻合较好,证明了该解析模型的合理性,对端齿连接转子的预紧力和转矩设计提供了一定的理论参考。

组合转子变态模型动力学相似设计方法研究

针对组合转子变态相似模型的设计问题,提出了一种使试验模型与原型动力学相似的变态模型设计方法。对原型转子系统进行畸变得到变态模型,采用方程分析法推导出变态模型与原型的动力学相似关系,并通过参数优化得到最终的试验模型。利用有限元分析软件对变态相似模型和原型进行仿真分析,验证了所提出的设计方法的正确性。为了进一步验证所提出的设计方法的正确性,对变态相似模型进行了模态试验。试验表明,变态相似模型与原型满足动力学相似关系,所提出的变态相似模型设计方法可用于多参数畸变试验台设计。