采油单螺杆泵转子偏心率对碰摩系统的响应研究

采油单螺杆泵在井下采油工作时,随着转速的提升存在运行不平稳的现象,针对这一问题建立了采油单螺杆泵转子偏心碰摩非线性系统动力学特性的数学模型。将1/4导程的螺杆泵转子等效到单截面内进行建模。通过数值计算,利用转子轴心轨迹图、相平面图、庞加莱图和振幅谱详细分析了转速比和偏心率对转子碰摩系统响应特性的影响,提高了对采油单螺杆泵转子系统碰摩规律的认识。

水轮发电机组碰摩转子系统模型的周期解及数值分析

水轮发电机组进入运行状态后,其定子和转子有可能产生碰摩作用,导致设备出现损伤。为了探索碰摩转子系统的稳定周期解,该文建立了系统的运动微分方程,并利用隐式谐波平衡法进行数值分析,通过迭代计算确定达到系统稳定的轴径间隙,同时对比了隐式谐波平衡法和Runge-Kutta法在问题求解中的应用效果。结果显示,以0.0001m为方差,将轴径间隙从0.0001m逐步提升至0.0014m,仅有4种取值能使系统达到稳定周期运行,另外,该文采用的周期解求解方法在精度和计算效率上均表现良好。

基于实验的碰摩转子系统故障的双谱特征

依据高阶统计量和双谱分析的基本原理、算法及其在工程中的理解 ,针对碰摩转子系统在运行过程中所监测到的振动信号实验数据进行了双谱分析 ,并依据碰摩和油膜振荡等故障特征的理论分析对故障所呈现的双谱特征进行了合理的解释 。

挤压油膜阻尼器-碰摩转子系统的非线性特性研究

本文研究了挤压油膜阻尼器 (SFD)支承的单盘转子系统的碰摩特性。研究发现系统响应不再具有典型的“碰摩分叉” ,系统在高转速区以拟周期的方式进入混沌而在低转速区则有多种进入混沌的通道。系统一周内的碰摩次数与系统的分叉状态无关。系统有三条通向混沌的道路 :1.倍周期分叉通向混沌 ;2 .阵发性通向混沌 ;3 .拟周期通向混沌。

碰摩转子系统振动响应的频率特征研究

以刚度为分段线性的 Jeffcott转子为转子与静子碰摩的简化模型 ,建立了系统的运动微分方程 ,在碰摩作用的时间间隔相同 ,且每次转子与静子接触时间极短的情况下 ,推导出了系统运动方程解的形式和系统振动响应的频率特征 ,证明了在这种假设下 ,系统呈周期或拟周期运动 。

非线性刚度碰摩转子系统的分岔与混沌演化

建立一类具有非线性刚度的局部碰摩转子系统模型,用数值积分和Poincaér映射方法研究该系统随不平衡量和刚度比参数变化的分岔与混沌演化过程。通过分岔图、Poincaré映射图揭示该系统存在Neimark-sacker分岔、倍周期分岔、锁相、阵发性切分岔等非线性动力学行为,研究结果揭示碰摩转子系统中一些复杂的非线性现象,为转子系统的故障诊断、振动控制、安全运行及早期预测提供理论参考。

转子-轴承系统裂纹-碰摩耦合故障的非线性特性研究

研究了带有裂纹和碰摩耦合故障的弹性转子系统的复杂运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了含有裂纹-碰摩耦合故障转子系统的动力学模型。针对短轴承油膜力和裂纹-碰摩转子系统的强非线性特点,本文用Runge-Kutta法对转子-轴承系统由裂纹和碰摩耦合故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,发现该类系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象,研究结果为转子-轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供了理论参考。

Jeffcott碰摩转子系统混沌控制研究

根据Jeffcott碰摩转子系统的非线性动力学方程,利用Poincaré映射图和全局分岔图对系统的混沌行为进行了分析,采用距离空间上的不动点定理分析了混沌控制后的距离空间结构,并构造压缩映射实现混沌控制.用线性压缩映射和小波函数构成的非线性映射对Jeffcott碰摩转子中的混沌行为进行数值仿真,能够把系统控制到不动点或稳定周期轨道,研究结果为转子系统的故障诊断、振动控制及安全运行提供了理论参考.

局部碰摩转子系统的分岔与混沌形成过程

建立了一类具有非线性刚度的局部碰摩转子系统模型,用数值积分和Poincar映射方法研究了该系统随频率比和阻尼比参数变化的分岔与混沌行为。通过分岔图、Poincar映射图揭示了该系统存在Hopf分岔、周期3倍周期分岔、锁相、阵发性切分岔等非线性动力学行为,研究结果揭示了碰摩转子系统中一些复杂的非线性现象,为转子系统的故障诊断、振动控制、安全运行及早期预测提供了理论参考。

飞行器渐变加速对碰摩转子系统振动响应的影响

研究渐变加速的飞行器内碰摩转子系统的非线性特性。研究模型为光滑处理后的连续的Jeffcott转子碰摩模型。通过一无穷次可微的实函数生成的函数来模拟飞行器的渐变加速度变化,并假设飞行器在垂直平面内运动。研究结果表明:原已碰摩的系统会因飞行器的加速而加剧碰摩;原未碰摩的转子系统会因飞行器加速造成的振幅增大而引起转子与静子碰摩;飞行器的加速可能改变转子系统的稳定性;不同的渐变加速方式会使飞行器内的转子系统呈现不同的非线性行为。

碰摩转子系统滑动轴承底座的有限元分析

为了避免轴承底座产生共振,采用Reynolds简化方程求出转子和定子间的非线性油膜力解析表达式,并对碰摩状态下碰摩力模型作出简化。运用有限元软件对轴承施加非线性复杂载荷,进行模态分析和谐响应分析,找到振型最大区域中的一点,分析其共振频率及在碰摩力状态下碰摩力以及非碰摩状态下油膜涡动的工作频率和临界频率之间的关系,为分析轴承系统稳定工作提供理论基础。

碰摩信号的小波表示及其相空间特征研究

对转子动静碰摩信号的相空间特征进行了分析和检测 ,分别用连续小波变换、多尺度分解、小波包和能量 尺度对比方法对动静碰摩振动响应的径向分量进行了研究 ,且在相空间得到了一些故障特征 .用连续小波变换分析碰摩信号时 ,与碰摩点相对应的小波系数分布在较小的尺度上 ,且随着尺度的减小 ,小波系数模极大值线逐渐收敛于碰摩点处 ;用多尺度分解方法得到的第 1级和第2级的细节信号中反映了碰摩点的特征 ,表现为局部极值点 ;用时间 尺度能量对比方法分析 ,这些特征表现得更为明显 .这些特征都有助于故障的准确诊断 .

采油螺杆泵偏心碰摩动力学特性研究

90年代初期,在原油开采领域随着油井多样性增加,针对特殊井况以及高粘油藏等的攻关开采工作迫在眉睫,美国等发达国家又重新追溯着苏联的足迹,重启潜油螺杆泵采油方式的试验研究,并取得了崭新的成果。美国等充分吸取了苏联此前失败的经验,有针对性的解决了因转速过高导致计划搁浅的问题,研发出与高速转子配套的减速装置,但因为实际工况的复杂性和设备的局限性,这次大规模的研发试验仍然没有被市场广泛接受。

接触参数对储能飞轮转子碰摩行为的影响

高速旋转的储能飞轮转子是飞轮储能技术的关键设备。正常工况下,借助于两端磁悬浮轴承的支承,飞轮转子稳定运行于转子轴颈与保护轴承之间的半径间隙内。当转子受到某些因素的扰动而偏离稳定轨迹时,其轴颈可能与保护轴承内圈发生碰摩,进而引起系统失稳。因此,研究碰摩作用对飞轮系统稳定性的影响,从而为优化系统接触参数、提升系统稳定性提供依据是必要的。本文利用考虑摩擦力的两自由度弹簧-阻尼系统模型,经过简化建立了描述飞轮转子碰摩过程的动力学方程,并使用四阶龙格-库塔直接积分法数值求解了系统在不同接触参数下的碰摩行为。计算发现,在实际接触刚度的范围内,转子系统的稳定性随摩擦系数的增大表现出先缓慢增强、后迅速下降的趋势。换言之,对于给定的接触刚度,摩擦系数存在一个与之匹配的最佳取值范围以及允许的最大取值;当摩擦系数超过这一最大取值后,碰摩作用将引发系统的低频碰撞或全周碰摩等失稳行为。而随着接触刚度的增大,摩擦系数允许取值的范围将越来越狭窄。另外,接触参数对碰摩的影响也受到系统阻尼系数的制约。计算结果表明,通过优化碰摩时的摩擦副材料,进而优化转子轴颈与保护轴承内圈之间的接触参数,是增强飞轮系统稳定性的一种可行方案。

Estimation of the Forces on Rubbing Rotor-Bearing System

It*ss very important to identify the load on rotor bearing system. Based on load identification in time domain, a new method combined with transfer matrix method is applied in rubbing rotor bearing system to estimate the force on rubbing rotor for the first time. Avoiding calculating the modal parameters, the outside excitation force on multi point and the distribute of internal forces on rubbing rotor bearing system can be identified by this way at the same time. Finally, the simulation is made on partial lateral rubbing rotor bearing system. For the faulty of rotor/stator rub, the point where rubbing occurs and the change of impact forces can be detected by this method in order to improve the accuracy of rotor/stator rub faulty diagnosis.