时滞碰摩故障转子-机闸系统的随机稳定性与随机分岔

本文研究了时滞碰摩故障转子-机闸系统的随机稳定性与随机分岔.考虑到转子系统从接收到处理故障信号需要一定时间以及转子所处环境的随机波动,本文建立了一个含有时滞的无穷维随机动力学模型,其中的位置分量和速度分量均存在时滞.本文首先利用中心流形法将系统转化为有限维随机微分方程,用随机平均法推导了方程响应振幅满足的伊藤方程,然后利用Lyapunov指数和奇异边界理论分析了方程的稳定与分岔条件,并求得其联合概率密度函数.最后,通过数值模拟联合概率密度函数,本文分析了转子系统的随机稳定性和随机分岔对时滞及碰摩系数的依赖性.结果表明,时滞和碰摩系数均可诱发系统的随机P-分岔,但二者的影响是相反的:时滞越大分岔现象越明显、稳定性越低,而碰摩系数越大则系统的稳定性越高.本研究可望为旋转机械的设计、运行及剩余寿命评估提供理论依据.

旋翼多流束水表压损特性的数值模拟研究

水表在供排水及贸易结算中起着重要作用,而压力损失则是水表的一项重要技术指标。以旋翼多流束水表为研究对象,采用FLUENT求解器对其内部流场进行数值模拟,探究了水表压损与流量的关系,并分析了压损的分布情况。研究结果表明:叶轮盒是压损的主要来源,其在Q3工况下的压损占比高达67%;通过更换不同零部件进行测量压损实验,进一步验证了这一推论,同时发现加大叶轮盒进出水口对降低旋翼多流束水表的压力损失具有明显效果。

采煤机齿轮箱轴承临界转速影响参数优化

为了提高齿轮箱轴承临界转速控制精度,选择51 825 r/min的齿轮箱作为优化调节目标,深入探讨了齿轮箱轴承-转子系统参数引起的整体性能变化情况,通过仿真手段优化关键控制参数,并进行齿轮箱振动信号实验验证。研究结果表明:随着轴径提高,一阶临界转速对数上升,当内径增大后增加速率缓慢,须在强度符合要求条件下尽量减小轴径尺寸。通过分析转子临界转速确定最优参数,间隙比为0.002 6,支点偏移系数为0.60,轴承预负荷系数为0.40进行轴振动测试,工作频率形成了最高的振幅,齿轮箱在所有工况下都呈现正常运转状态,已经达到验收标准要求。该研究能够有效保障齿轮箱满足控制性能要求,具有理论参考价值。

滚动轴承-转子-定子系统的碰摩故障分析

以某航空发动机实验器为基础 ,建立了轴承 转子 定子多自由度系统碰摩故障模型 ,研究了具有局部碰摩的滚动轴承 转子 定子系统的非线性特性 ,利用数值模拟分析了该系统的分岔与混沌运动 ,得到了该轴承转子定子系统在某些有实际意义的参数域内的非线性响应的Poincar啨映射图、分岔图、相轨线图、轴心轨迹图和幅值谱图 ,发现了该系统丰富的非线性混沌行为·分析结果表明 ,转子碰摩刚度与转子弯曲刚度比明显影响轴承 转子 定子系统运动特性·系统响应在较宽的刚度比范围内主要以混沌运动为主·随着刚度比的增加 。

汽轮机转子-机匣系统碰摩的分叉现象分析

提高汽轮机热效率的有效途径是采用超超临界压力。压力的提高使得作用在转子—机匣上的激振力将显著增大,有必要对气流激振力作用下的转子-机匣系统的非线性动力学特性进行研究。本文采用双控体模型,以汽轮机转子—机匣系统为研究对象,将转子和机匣作为统一的弹性体,采用四阶Ruge-Kutta法进行数值仿真,来研究在密封气流激振力以及机匣体振动的双重作用下的转子与机匣的碰摩运动,揭示了转子与机匣碰摩的分叉动力学特性。给出了气流激振力作用前后的碰磨转子系统响应的分叉图、轨迹图、相轨迹图和Poincare映射图。着重讨论了输入气压和转子转速等决定气流激振力大小的因素对碰磨转子分叉特性的影响。对提高超超临界汽轮机的可靠性提供了有意义的参考。

非线性转子-机匣系统的分岔行为研究

建立了一类非线性转子-机匣系统的碰摩模型.应用数值分析的方法对其进行研究,得到了不同参数变化下系统响应随转速变化的分岔图,分析了系统参数变化对分岔过程的影响,并作出了在相应参数状态和特定转速下的Poincare截面图,揭示系统参数变化对非线性碰摩转子-机匣系统分岔特性的影响.

转子-机匣系统碰摩的灵敏度研究

针对仅考虑质量偏心的Jeffcott转子碰摩的动力学方程 ,进行了转子 -机匣系统碰摩的灵敏度研究 ,分析了转轴刚度和阻尼、定子刚度和阻尼、偏心距和定子径向刚度对灵敏度的影响 ,并给出了数值分析解 ;讨论了参数的变化对碰摩的产生和影响 。

旋转机械转子-机匣系统碰摩的随机响应

针对仅考虑具有质量偏心的旋转机械Jeffcott转子-机匣系统碰摩模型的动力学方程,进行了转子-机匣系统碰摩的随机响应研究·应用Kronecker代数、矩阵微分理论、向量值和矩阵值函数的二阶矩技术、矩阵摄动理论和概率统计方法系统地研究了转子-机匣系统碰摩的随机响应问题,推导出了一般的数学表达式,给出了数值分析解·分析了把转轴刚度和阻尼、定子刚度和阻尼、偏心距和定子径向刚度作为随机参数的随机系统的响应·分析表明,该转子系统在初始阶段振动强烈,响应幅值超过转子和定子之间的间隙,会发生碰摩现象·

质量偏心旋转机械转子-机匣系统碰摩的失效研究

针对仅考虑质量偏心的 Jeffcott转子 -机匣系统碰摩的动力学方程 ,进行了旋转机械转子 -机匣系统碰摩可靠性分析 ,研究了转轴刚度和阻尼、定子刚度和阻尼、偏心距和定子径向刚度对可靠度的影响 。

非线性转子-机匣密封碰磨混沌系统的自适应控制研究

随着旋转机械结构参数的提高,作用在转子上的气流激振力将显著增大。针对转子-机匣密封碰磨系统进行了研究。应用Muszynska非线性密封力模型,建立在气流激振力作用下的转子-机匣碰磨系统耦合动力学方程。根据自适应控制理论,给出一种多重参数自适应控制算法。利用此方法对转子-机匣密封碰磨系统进行了研究,研究结果表明,提出的参数自适应控制律具有较强的稳定控制能力,该方法适合于多重参数非自治复杂混沌系统,在外界干扰下引起混沌状态的情况,可自适应地调整到正常的工作状态,为旋转机械的理论设计和故障动态监测提供了理论依据,具有重要的实际工程应用价值。

非线性转子-机匣密封碰摩系统的耦合振动分析

随着旋转机械结构参数的提高,作用在转子上的气流激振力将显著增大.针对转子-机匣密封碰摩系统进行了研究.应用Muszynska非线性密封力模型,建立了在气流激振力作用下的转子-机匣碰摩系统耦合动力学方程,分析了在非线性密封力作用下的碰摩转子运动特性.着重讨论了迷宫密封的物理和结构参数对碰摩转子运动特性的影响.研究结果表明,系统具有非常丰富的非线性动力学行为,气流激振力对碰摩转子的准周期运动有明显的抑制作用,密封结构的各主要参数对系统稳定性有很大影响,可以通过调整密封参数来改善系统的动态稳定性.为旋转机械的理论设计和故障动态监测提供了依据.

转子运行稳定性——大型回转机械瞬时运行状态评价

适应诊断技术从定性诊断向定量分析、从当前状态的评估向未来状态的预报发展的要求 ,重点研究机组在较短时间范围内运行状态的变化情况及其运行状态的定量评估问题。在简要讨论转子运行稳定性概念的基础上 ;从时域角度出发 ,以轴心轨迹为手段 ,对转子运行稳定性进行评价 ,并基于信息熵理论应用盒箱计数方法计算了相应的定量评估指标 ;应用该指标评估了一个具体机组的运行稳定性。结果表明 ,提出的指标对机组瞬时运行状态的评价是有效的。

分形盒维数在裂纹转子故障诊断中的应用

在模拟转子实验台上进行了实验,模拟大型旋转机械转子系统的无裂纹轴与有裂纹轴的振动过程。根据裂纹转子故障振动信号的分形特征,对无裂纹转轴与有裂纹转轴的试验数据进行了分形盒维数研究计算。结果表明:无裂纹轴的轴心轨迹为椭圆,其对应的分形盒维数较小;有裂纹轴的轴心轨迹较为复杂,其对应的分形盒维数较正常轴更大。因此,分形盒维数可用于裂纹转子的故障诊断。

拉杆转子装配振动检测分形研究

针对单个螺栓预紧变化对篦齿盘振型无影响、通过统计分析振动响应信号时频域特征亦不能有效判断拉杆转子装配状态问题,提出利用分形理论分析拉杆转子装配振动检测信号新方法。通过拉杆转子装配振动检测试验获取振动响应信号,运用分形理论分析试验结果,分别计算三种螺栓预紧状态下矩形盒维数及多重分形谱参数,利用多重分形谱参数为支持向量机特征向量对拉杆转子装配状态进行模式识别。结果表明,拉杆转子螺栓松动时,振动响应信号的盒维数会相应增加,盒维数大于1.25时转子装配不合格。结合支持向量机用多重分形谱参数预测装配状态分类结果正确率达93.700 8%。

基于Hamilton体系的Lagrange方程盒式倾转旋翼无人机建模

针对倾转旋翼飞行器动态倾转过程中动力学建模问题进行了研究。首先,从多体动力学出发,以某盒式倾转旋翼无人机为算例,将该无人机假设成由机翼、机体、涵道风扇、倾转旋翼等组成的多刚体系统。其次,通过不同刚体质心间的位移约束,建立该无人机系统的非保守力和力矩矩阵,以及动能、势能、余虚功和逆势能模型。最后,分别基于Hamilton体系下的Lagrange方程和第二类Lagrange方程推导并建立了该盒式倾转旋翼无人机的动力学模型。仿真结果表明:两类Lagrange方程所建动力学模型的仿真结果与实验数据一致,验证了所提建模方法的合理性;在倾转旋翼转速不变的情况下,倾转过程所用时间越长,无人机掉高越少,轨迹越光滑,但输入能量越多,具体倾转过程的设计要根据实际输入能量、倾转时间等需求进行确定。

转杯纺纱器输棉管道的实验研究

针对输棉管道的几何形状以及输棉管道与纺纱杯间的空间位置关系研究了纺纱杯中纤维状态的影响，找出了气流纺纱机输棉管道的最佳几何参数值，为抽气式转杯纺纱器的整体设计和生产实际提供了一定的实验依据．

非线性转子-机匣系统的动力学特性

针对一类非线性转子 机匣系统,建立碰摩模型.应用数值分析的方法对其进行研究,得到偏心距变化时系统响应随转速比(s)的分叉图、拟周期运动的轴心轨迹和Poincare截面图,揭示了偏心距的增大使系统运动进一步复杂化和高维系统存在拟周期运动等现象.

非线性转子-机匣系统碰撞稳定性分析

转子与机匣的碰撞在一定条件下可能诱发转子失稳。以转子-机匣系统为研究对象,将转子和机匣视为弹性体并考虑了阻尼的效应,建立了非线性转子-机匣系统的碰磨模型和动力学方程。利用Lyapunov运动稳定性理论和Routh-Hurw itz稳定性准则分析了系统的碰撞和失稳条件,通过数值方法和M atlab程序得到了碰撞和失稳的临界转速以及系统参数对临界转速的影响。理论分析和实例计算表明,转子及机匣的刚度和阻尼对临界转速的影响较大,增大机匣刚度和转子的阻尼可以增大碰撞的临界转速,失稳发生在转速较高时,且失稳的临界转速比碰撞得临界转速高的多。具有重要的工程实用价值,为旋转机械的设计和参数优化提供了理论基础。

转子-机匣碰磨密封混沌系统的状态观测器研究

研究了在非线性密封力和气流激振力作用下,转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器设计问题。基于状态观测器理论的混沌反馈控制设计方法,给出了转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器的Brunovsky状态空间形式参数化表达式,其所含参量为被控系统的混沌状态用重构状态代替后的全部输入参数和控制律,可通过适当选择控制律将系统调整到正常的工作状态,通过数值计算和仿真结果,表明本文所提出的状态观测器方法可以将由外界干扰引起的系统碰摩混沌状态有效的调整到正常工作状态,为旋转机械的理论设计和动态监测提供了一种理论依据。

转子—机匣局部碰摩的分叉与混沌行为分析

研究了转子—机匣系统发生碰摩时的分叉与混沌行为 ,分析了转子机匣频率比与刚度比、偏心质量等参数对系统分叉与混沌特性的影响。当转子机匣系统发生碰摩时除了通过倍周期、阵发性和拟周期分叉进入混沌外 ,还发现了孪生叉形分叉现象 ,呈现出非常丰富的动力学行为。