弹性支承滑动轴承不平衡转子系统非线性动力稳定性和分岔的研究

研究弹性支承滑动轴承不平衡转子系统的稳定性及分岔特性。建立了弹性支承 滑动轴承 转子非线性动力系统的力学模型 ,在油膜力非线性的情况下 ,应用数值模拟 ,采用打靶法计算了刚性转子系统的周期解 ,并与龙格 库塔法计算的结果进行了对比 ,依据Floquet理论 ,分析了周期解的稳定性 ,再结合龙格 库塔法、Poincare映射法作出了系统运动分岔图。最后 ,讨论了轴的柔性对转子系统运动稳定性的影响。

不平衡转子─滑动轴承系统稳定性的非线性研究

基于周期解计算的打靶法和Ｆｌｏｇｕｅｔ稳定性理论，本文给出了转子－轴承系统不平衡激励周期解及其稳定性非线性分析的数值方法。用此方法研究了刚性转子－圆柱轴承系统中不平衡量对稳定性的影响。结果表明，转子不平衡对稳定性有较大的影响，特别是较大的不平衡具有显著的增稳作用。讨论了能抑制轴承油膜失稳的最小不平衡量的算法。文中轴承瞬态油膜力直接用差分法求解Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程得到，虽然计算量较大，但计算结果较接近实际。

不平衡转子-轴承系统非线性行为研究

利用一种新的精确非线性油膜力模型 ,借助数值积分法和Poincare映射研究了刚性Jeffcott转子 -轴承系统的非线性动力学行为随一些参数的变化规律 ,得到了分岔图和Poincare映射图。计算结果表明 ,系统中存在着倍周期分岔、概周期及混沌运动等复杂的动力学行为 ,在此基础上分析了系统的某些参数对该系统非线性动力学行为的影响。

不平衡转子振动的动力耦合分析

应用Ｊｅｆｃｏｔｔ模型，研究了不平衡转子弯曲和扭转振动的动力耦合问题。给出了非线性的转子振动控制方程，并探讨了控制方程的构成及其特征。

带不平衡转子惯性激励系统颤振激励技术试验研究

首先对国内外颤振激励技术发展概况和IES颤振激励技术进行了简单介绍。进而通过对IES在地面试验和飞行试验过程使用情况的详细介绍与分析,得出这种激励技术适用于高频结构模态颤振激励结论。

有初弯的单盘不平衡转子等加速过临界时的瞬态响应分析

以具有初始弯曲横置Jeffcott转子系统为研究对象,建立含有初始弯曲和加速度项的运动微分方程。通过数值分析,就不同初始弯曲、不平衡和外阻尼对转子加速过临界时的动挠度、相位角和进动角速度的变化规律进行了详细的讨论。结果表明:在转子达到临界转速时,转子的动挠度幅值随着初始弯曲的增加或者外阻尼的减小而迅速增加;不平衡对转子在临界转速前后的动挠度影响较为明显,并且近似呈线性关系变化。不同的外阻尼和不平衡对转子系统的相位角和进动角速度变化都有较大的影响。

具有初始弯曲的不平衡转子碰摩条件的研究

建立了一个具有初始弯曲的不平衡转子模型,通过d'Alembert原理推导了振动方程。通过解析方法,分析了此类转子转静件间发生碰摩的条件。引入并求解了判断碰摩发生的碰摩因子和碰摩起始转速,分析了质量偏心量、初始弯曲长度、转子阻尼系数,和质量偏心与初始弯曲之间相位角对碰摩因子和碰摩转速的影响。该研究对于防止或预测此类转子碰摩的发生和降低碰摩带来的损失具有重要的意义。

基于多源域数据与机器学习算法的转子不平衡故障诊断

国内能源生产装置规模大型化发展趋势明显,与其配套的旋转机械设备发生故障导致的非计划停机将会造成严重的经济损失与重大安全问题。转子不平衡贯穿了旋转机械设备的整个生命周期,服役转子的状态诊断格外重要。针对大型旋转机械振动测点较多,振动信号具有非平稳特征等问题,提出基于多源域数据提取与机器学习算法的转子不平衡故障诊断模型。首先以多源振动监测数据为驱动,根据互相关系数提取故障信息丰富的振动信号,融合时域、频域、时频域等多域特征构建高维混合特征空间;其次利用基于t分布的随机邻域嵌入方法揭示高维空间的特征信息,反映为可视化的三维空间;最终通过最邻近节点算法进行故障分类,判断转子的不平衡质量与相位。本文提出利用互相关系数表征多源数据的故障信息丰富程度,并结合机器学习手段判断转子不平衡类型。通过设计不同附加质量的转子在多转速下不平衡状态实验,验证了所提模型的有效性,解决了转子在线诊断和现场动平衡问题。

基于优化生成对抗模型的涡轮发动机转子不平衡异常检测方法研究

为探究转子系统在高温环境下出现的不平衡异常,以及克服异常检测领域中对时间序列信息不敏感,需人为提取潜在特征等难题,聚焦于高温环境下转子系统的不平衡异常检测,提出一种优化生成对抗模型。该模型结合长短期记忆网络对时间序列数据处理的优点以及自编码器网络优良的潜在分布映射能力,仅以正常数据进行训练,有效解决了异常数据量不足的问题,其过程也实现了无监督训练。以某弹用涡轮发动机高压转子系统不平衡异常检测为例,在600℃工作环境下对所提方法进行验证,模型能对不平衡发生的异常时刻进行较为准确的判断,实现了端到端的特征提取以及不平衡状态异常检测。将该网络模型与其他3类异常检测算法进行了对比,结果表明,所提模型的评价指标均位于99%以上,可以更加有效地评判转子系统时序数列样本的健康状况,具备更加全面的异常评判效果,能较好地为涡轮发动机的正常使用寿命时间提供指导建议。

基于力传感器的刚性转子动平衡实验方法

针对刚性转子动平衡问题,提出了一种基于拉压力传感器的综合实验平衡方法。首先,基于动平衡原理,构建了转子不平衡等效模型,求解了理论不平衡量,确保了实验的严谨性和合理性;然后,进行了结构设计、仪器与设备选择,搭建了转子动平衡实验平台以保障测试数据的稳定性和可重复性;最后,利用该平台,采集了力学性能数据,分析了轴系不平衡量的幅值和相位,采用了添加平衡质量的方式进行了转子动平衡实验,对基于拉压力传感器的综合实验平衡方法的可行性和有效性进行了验证。研究结果表明:平衡前左右两端不平衡质量幅值分别为2.2 kg、-3.8 kg,平衡后左右两端不平衡质量幅值分别为1.2 kg、-1.4 kg,转子系统不平衡量减小1.4 kg,平衡率为87.5%,这说明拉压力传感器和编码器相互配合以消除不平衡量的方法具有可行性。该实验平台使用拉压力传感器和编码器精确测量不平衡质量和相位,为解决旋转机械动平衡问题提供了新思路,有助于提高旋转机械的运行效率,并延长其使用寿命。

汽轮机转子质量不平衡故障诊断与分析

某660MW汽轮机大修后启动过程中出现了高压缸转子过临界转速及达到额定转速时振动偏高、#1瓦瓦温偏高、轴系失稳等故障现象,经过对振动特性的分析进行故障诊断,判断为转子不平衡故障,进行了相应处理,得到了检修验证,解决了该机组振动异常问题。

转子不平衡现象的分析

简述了转子不平衡的原因和不平衡振动的特征,以及对汽轮机转子、轴承箱振动、转子应力和动、静摩擦的影响;分析了出现转子不平衡的其他原因,是由测振探头的工作表面问题、电气噪声、转子裂纹和弯曲等造成的;指出转子动平衡是消除转子不平衡的主要方法。

非线性油膜力轴承上不平衡弹性转子的稳定裕度

探讨了弹性转子系统的稳定性和稳定裕度问题,采用短轴承油膜力的解析表达式和数值模拟的方法研究了系统的分岔和混沌特性。希望把电力系统广泛应用的高维轨线约化扩展相平面稳定性量化理论推广到非线性转子系统中,提出了相比正面积准则,给出了转子系统稳定裕度的定义,对滑动轴承不平衡转子系统进行了稳定性量化分析。

不平衡弹性转子系统非线性油膜失稳分析

从一个由三个函数确定的非稳态油膜力的非线性模型出发 ,以短轴承支撑的弹性转子系统作为研究对象 ,采用短轴承油膜力的解析表达式和数值模拟的方法研究了系统的分岔和混沌特性。

转子不平衡对两跨三支撑轴系振动特性的影响

针对汽轮机组、航空发动机等两跨三支撑轴系常发生不平衡振动故障问题,研究了各转子不平衡对轴系振动特性的影响.首先建立两跨三支撑轴系动力学有限元模型,在各跨转子上分别施加同相和反相不平衡激励,对轴系不平衡稳态响应进行分析,并搭建了轴系模拟实验台.结果表明:这种轴系转子跨内加重振动以单转子不平衡振动特性为主,转子间振动相互影响较大,具有明显的悬臂转子外伸端振动特性.

转子在线动平衡嵌入式控制系统开发与验证

为了快速、有效抑制由于质量不平衡引起的转子振动并在线监测转子的实时平衡状态,基于模块化设计思想设计了一种针对电磁式主动平衡装置的嵌入式在线自动平衡控制系统。使用数字信号处理器(digital signal processor,简称DSP)和现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称FPGA)构建了一种快速平衡控制器,基于影响系数法建立了自适应平衡控制模型,采用C和C#语言分别开发了多线程的平衡控制软件和人机交互界面,针对某国产电主轴完成了整个系统功能的试验验证。结果表明:当主轴在3kr/min平稳运行时,通过该自平衡系统可将其振动大约降低43%。

含转子不平衡的磁轴承建模与同频电流抑制

为实现含转子不平衡的磁轴承系统动力学建模与同频电流抑制,分析了同频电流、力和力矩的产生机理,即转子不平衡(含静不平衡和动不平衡)经控制器、功放系统、感应电动势在磁轴承线圈中引起同频电流,进而与电流刚度和位移刚度相互作用产生力和力矩,完成了径向4自由度全主动磁轴承系统的建模。对该模型进行了数学求解和验证,提出了一种基于相移通用陷波反馈控制的同频电流抑制方法,可有效抑制控制器、功放系统和感应电动势产生的同频电流。仿真和实验验证了该方法的有效性,与传统的控制器串联陷波器方法相比,基于相移通用陷波反馈控制的同频电流抑制方法还可减少感应电动势引起的同频电流,同频电流进一步衰减了8.8dB。

烟气轮机转子不平衡故障诊断研究

烟气轮机是石化系统重要的节能设备,它的正常运行与否直接关系到炼油厂的经济效益,转子不平衡是烟气轮机最常见故障之一,对正常生产安全造成极大危害。对烟气轮机故障运行实例诊断进行了研究,根据在线监测得到的烟气轮机前后轴承振动时域信号,并结合瀑布图分析、轴心轨迹分析及全息谱分析,分析了故障。

基于复数相移陷波的磁悬浮转子系统自平衡控制

为抑制磁悬浮转子系统的不平衡振动力,提出了一种基于复数相移陷波器和前馈控制的自平衡控制算法。介绍了磁悬浮转子系统的结构和工作原理,给出了含转子不平衡的磁悬浮转子系统动力学模型,分析了不平衡振动力的电气特性。推导了不平衡振动力的抑制条件,指出功率放大器引起的幅值和相位误差是影响不平衡振动抑制效果的主要因素。将磁悬浮转子两自由度平动方程转换为单自由度复数方程,设计了复数相移陷波器,建立数学方程并讨论了中心频率的幅值和相位特性。最后以磁悬浮控制力矩陀螺为测试平台,对提出的控制算法进行了实验验证。结果表明:采用该算法后不平衡振动力减小了94.1%,验证了该算法的有效性。此外本算法还具有动态过程平滑、计算量少等优点。

机械设备转子不平衡的诊断与平衡

转子不平衡是引起旋转机械振动的主要原因,转子不平衡的危害性很大。对于从事机械设备安装与维修的人员,应该掌握对转子不平衡的诊断和转子找平衡的方法,以便进行转子设备的维修工作。