可控挤压油膜阻尼器支承的传递矩阵解法

采用挤压油膜阻尼器支承 ,利用传递矩阵法 ,计算分析了柔性转子的不平衡响应 ,建立了关于响应的目标函数 ,对可控挤压油膜阻尼器支承减振的有效性进行了探讨 ,为设计挤压油膜阻尼器支承提供了理论参考。

考虑楔形间隙效应的油膜阻尼器支承性质分析

支承部件对高速旋转机械的稳定性有着重要影响。合理设计、优化系统的支承部件是保证、提升稳定性的可靠手段。油膜阻尼器是一类结构简单、功能可靠的旋转机械支承部件,能够有效实现系统刚度系数、阻尼系数等支承参数的设计方案。与常规滑动轴承轴颈的运动形式不同,油膜阻尼器的阻尼体通常绕其支点作“圆锥摆”形式的涡动,即阻尼体径向位移与切向速度沿其轴向呈线性分布,导致阻尼介质在阻尼体与外壳之间形成油膜厚度沿轴向线性分布的楔形间隙,进而造成阻尼器与轴承在油膜力及支承参数性质上的差异。因此,计算、设计油膜阻尼器的支承参数时,考虑楔形间隙效应的影响是必要的。本文首先对描述油膜压强分布的经典Reynolds方程做出了修正,推导了考虑楔形间隙时方程的具体形式。接着,采用基于超松弛迭代法(SOR)的有限差分法(FDM)对修正方程进行了数值求解。通过与ANSYS Fluent计算结果及已有实验结果进行对比,验证了计算结果的合理性。最后,借助数值积分与回归分析的计算工具,求得了阻尼器支承参数的函数表达形式及相应的线性化数值。计算结果表明,分析油膜阻尼器的支承性质时,考虑楔形间隙效应的影响是必要的。通过采用基于修正Reynolds方程的数值计算工具,能够提升计算效率,并为阻尼器性能的分析及优化提供理论参考。

电磁轴承-挤压油膜阻尼器支承转子系统的主动控制

转子系统的许多非线性因素由于转子偏心的存在而得到放大 .文中将电磁轴承控制与挤压油膜阻尼器相结合 ,用于转子系统的控制 .这种控制方法可以对转子系统不平衡所引起的离心力进行主动控制 ,避免出现转子与静子之间的碰磨 .给出了系统动力学模型、系统控制框图 ,并进行了仿真计算 .仿真结果验证了这一控制方案的可行性 .

带有弹性支承与挤压油膜阻尼器的高速传动试验台

在18.0 kr/min轻型超临界运转的、干运行气体机械密封(DGS)的传动试验台转子系统上,设计了带有弹性支承与挤压油膜阻尼器的控振装置、其中对所选择的鼠笼式弹性支承与无限短挤压油膜的特性以及转子系统的瞬态响应进行了理论分析。近三年的运行与测试显示其具有着卓越的动力性能,特别是在启停过程中系统没有发生双稳态的不稳定及锁闭现象。

带挤压油膜阻尼器双盘转子动力学响应与支承优化

研究模拟低压转子的动力学响应及支承优化问题。首先基于发动机模拟低压转子,建立弹性支承-两端带挤压油膜阻尼器的双盘转子动力学模型,推导其运动微分方程。对该动力学方程组,采用数值方法进行求解,得到其响应。转子系统的支承刚度对于其动力学响应影响很大,为了减小振动,采用多岛遗传算法与序列二次规划算法对转子系统的支承进行了多目标优化,得到了在工作转速下支承的最佳刚度。

电磁轴承-挤压油膜阻尼器-转子系统的主动控制

转子系统的许多非线性因素由于转子偏心的存在而得到放大 ,至使转子与静件容易出现碰磨现象。本文针对转子系统偏心所引起的离心力提出一种主动控制方法 ,使系统避免出现碰磨 ,同时使挤压油膜阻尼器所产生的非线性不稳定影响最小。本文引入磁轴承理论对转动圆盘进行主动控制 ,并进行了仿真计算。

带弹性支承和挤压油膜阻尼器高速柔性转子系统稳态不平衡响应分析

本文应用传递矩阵法和松弛迭代法,结合具体发动机型号对支承于弹性鼠笼和挤压油膜阻尼器上的高速柔性转子系统稳态不平衡响应进行了理论分析。分析中考虑了轴的质量分布和转子的陀螺力矩。讨论了油膜阻尼器参数、弹性支承刚度系数及不平衡量参数对转子系统稳态不平衡响应的影响,从而为发动机减振系统设计提供了理论依据。

基于可控挤压油膜阻尼器的滑动轴承-转子系统减振特性研究

采用可控挤压油膜阻尼器对旋转机械振动进行控制一直是研究的热点。但现有的可控挤压膜阻尼器主要用于控制由滚动轴承支撑的转子系统的振动。为了抑制由滑动轴承支撑的转子系统的振动,研究并分析了一种液压控制的可控挤压油膜阻尼器(HSFD)。通过建立转子系统动力学模型,分析了不同供油压力对转子系统响应的影响。为了研究在不同供油压力下HSFD对滑动轴承-转子系统的减振效果,建立了柔性转子试验台,并且通过对机脚加速度的测量了解轴承座的振幅,以研究转子系统外传力。同时搭建了控制系统,对控制下的阻尼器减振效果进行了实验分析。实验结果表明,可控挤压油膜阻尼器具有显着的减振效果,与普通滑动轴承相比响应幅度下降至57%。

带非线性弹性支承的挤压油膜阻尼器转子振动特性研究

建立了带有非线性弹性支承的挤压油膜阻尼器转子系统动力学模型,采用Runge-Kutta数值方法计算得到了系统的非线性响应,同时分析了系统参数变化对系统响应的影响。研究结果表明:系统响应中存在周期、分叉、拟周期和混沌等多种运动形式,随着刚度非线性系数和偏心距的增加,系统的非线性特性变强。

参数变化对挤压油膜阻尼器滑动轴承-转子系统动力响应的影响

本文建立了挤压油膜阻尼器-滑动轴承转子模型,采用Runge-Kutta法求解系统的动力学响应问题,进而研究了转速和挤压油膜阻尼器弹性刚度对系统动力响应的影响.研究结果表明,随着转速增大,系统经历了由周期运动到准周期运动、混沌的过程;挤压油膜阻尼器内支承刚度越大,系统响应越弱,刚度较小时,系统会进入准周期运动形态.研究结果可为挤压油膜阻尼器转子系统的结构参数设计提供参考.

基于电液可控挤压油膜阻尼器的转子系统振动的主动控制研究

针对采用电液主动控制挤压油膜阻尼器控制有定心弹簧的转子系统振动问题进行了理论分析与数字仿真研究。提出了一种新型的动静压挤压油膜阻尼器HSFD。在已知无轴向回油槽深油腔HSFD油膜力近似解的基础上 ,以小孔节流为例 ,对其油膜力的特性进行了分析 ,进行了稳态特性和瞬态特性的讨论 ,研究了HSFD对转子系统的控制作用。仿真表明 ,HSFD明显改善了SFD系统中经常出现的双稳态现象 。

可控挤压油膜阻尼器振动特性实验研究

提出一种新型可控挤压油膜阻尼器(简称CSFD),并实验研究该CSFD支撑的轴承-转子系统的振动特性。利用数值方法计算得到了转子系统的临界转速和振型图;搭建柔性转子振动试验台,在不同转速和不同的供油压力下,对轴颈处位移信号进行测试和分析研究。实验结果表明:与普通圆瓦轴承相比,CSFD轴承对转子的振动起到良好的抑制作用;无论是在低速还是高速情况下,CSFD轴承的供油压力越大,转子的振幅越小,特别是在临界转速下减振效果显著。通过Hilbert-Huang变换对升速位移信号进行分析,发现随着供油压力的增加,竖直方向上在临界转速时的能量发散现象严重,出现较多高频成分。

弹支及挤压油膜阻尼器在压气机试验件上的应用

论述了某型离心压气机试验件在试验中遇到的严重振动问题和排故过程,介绍了所研制的弹支及挤压油膜阻尼器的情况以及实际应用效果。

弹性环式挤压油膜阻尼器动力设计方法

弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)与传统挤压油膜阻尼器(SFD)相比,在动力特性方面具有一定的特色.以燃气涡轮发动机用ERSFD为对象,基于有限元挤压油膜理论对ERSFD的弹性环支承刚度、油膜压力场分布和油膜阻尼等特性进行了研究.根据ERSFD的结构特点,利用有限元法分析其动力特性不仅具有模型简单、计算量小的优点,而且能考虑到各种复杂的边界条件及封严装置.研究结果表明,本计算方法和结果可以作为ERSFD结构优化的依据.与SFD(Squeeze Film Damper)相比,ERSFD具有分段式油膜间隙,可利用弹性环的弹性变形来调整油膜间隙,将油膜间隙控制在一个合适的范围内,从而有效地避免传统SFD在一定工作条件下的非线性振动现象的发生.

弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理研究

研究了弹性环式挤压油膜阻尼器（ＥＲＳＦＤ）减振机理，以ＥＲＳＦＤ和转子轴颈的受力和运动分析为基础，从广义不可压Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程出发建立ＥＲＳＦＤ减振机理模型，推导出了描述ＥＲＳＦＤ减振机理模型的微分方程，并由ＥＲＳＦＤ与ＳＦＤ的减振机理模型分析了它们各自的特点，指出了ＳＦＤ仅是ＥＲＳＦＤ的特殊情形。ＥＲＳＦＤ既有优良的减振特性又有很好的调频功能。

一种挤压油膜阻尼器的动力特性分析

挤压油膜阻尼器对旋转机械的减振具有重要作用。不同挤压油膜阻尼器的工作特性也不相同。首先介绍了挤压油膜阻尼器动力特性计算方法,比较了数值求解的迭代计算法和曲线交点法的优缺点;其次设计了一种挤压油膜阻尼器试验台,介绍了所设计的实验条件和方法,并进行了动力特性试验研究,得到了3种激振力幅值下的位移导纳曲线。然后对位移导纳的幅频特性和相频特性,进行了计算与试验结果的对比分析,最后得出了有实用价值的结论。

弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理研究(1)—弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理模型

研究了弹性环式挤压油膜阻尼器ERSFD(ElasticRingSqueezeFilmDamper )减振机理 ,以ERSFD和转子轴颈的受力和运动分析为基础 ,从Navier -Stockes方程出发建立ERSFD减振机理模型 ,推导出了描述ERSFD减振机理模型的微分方程 ,并从ERSFD与SFD和PSFD的Reynolds方程上分析了它们各自的特点 ,指出了SFD和PSFD仅是ERSFD的特殊情形 ,ERSFD既有减振又有调频的功能。

参数变化对带挤压油膜阻尼器的双盘转子系统响应的影响

研究了航空发动机模拟低压转子的动力学响应随系统参数的变化。首先基于实际的发动机模拟低压转子,建立了弹性支承-两端带挤压油膜阻尼器的双盘转子动力学模型,推导了其运动微分方程。对于这个12维的动力学方程组,采用数值方法进行了求解。研究了支承刚度,两盘质量比,阻尼系数变化对系统响应的影响。并在多个条件下发现了非线性的拟周期响应。

整体式挤压油膜阻尼器在齿轮箱中的应用

以一台单级直齿齿轮箱为研究对象,设计了适配的整体式挤压油膜阻尼器(integral squeeze film damper,简称ISFD)结构,对ISFD在齿轮箱中的应用进行了研究。分别测量了在不同载荷和转速工况下,齿轮箱安装传统刚性支承和ISFD弹性阻尼支承后的箱体振动。研究结果表明,ISFD弹性阻尼支承可以有效降低不同转速下齿轮箱的冲击振动,改善齿轮箱的动力学性能,保证齿轮系统稳定运行。不同载荷工况下的实验数据表明:ISFD支承对不同负荷的齿轮箱有较好的减振性能;对齿轮箱的啮合频率及其倍频等高频振动成分,ISFD也有较好的抑制效果。该研究结果可为ISFD在齿轮箱中的实际工程应用提供参考。

整体式挤压油膜阻尼器减振双盘悬臂转子系统研究

针对双盘悬臂转子系统过临界不平衡振动过大的问题,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器(ISFD),并为ISFD设计了相应的轴承座及供油油路。搭建了双盘悬臂转子实验台,并运用有限元分析得到了该转子系统的一阶模态参数及二阶模态参数;通过有限元仿真技术计算得到了ISFD的静刚度大小,并将计算得到的一阶模态刚度与设计的弹性支承刚度大小进行了对比,验证了ISFD可以调节转子系统一阶模态参数;通过实验对比分析了弹性支承对转子系统振动的影响,及进油方式对ISFD减振效果的影响。研究结果表明:本文设计的ISFD弹性支承可以有效抑制转子系统过临界振动,并且齿轮泵供油方式的ISFD阻尼系数大于浸油润滑的ISFD阻尼系数。