双重非对称转子支承系统实体有限元动力分析

研究了同时考虑转子和支承非对称特征的转子支承系统3D有限元建模和振动特性分析方法。首先用ANSYS得到转子在旋转坐标系下的整体质量、刚度和科氏力矩阵;其次利用动静坐标变换关系得到旋转坐标系下的时变支承刚度;最后利用节点编号与矩阵行号的对应关系在整体矩阵中施加约束和时变支承刚度,得到系统的时变系数运动微分方程。基于弗洛凯理论和赫尔无穷行列式方法对方程求解得到系统的频率特性和稳定性。利用文献算例模型对该方法的有效性进行了验证,并对实际工程转子在考虑双重非对称特征时的振动特性进行了分析。

转子支承系统频率方程伴随矩阵的平衡变换

传递矩阵－多项式方法在转子支承系统动力特性分析中得到了成功的应用，但对于超柔性超高速转子的数值计算困难依然存在。为获得转子支承系统的特征频率多项式，需引入比例换算、高次项缩减的计算技巧；求解频率方程时采用求特征多项式伴随矩阵全部特征值的方法。应用矩阵相似变换理论，对矩阵进行了一系列相似变换的平衡过程，大大减轻了伴随矩阵Ｅｕｃｌｉｄ范数大、各元素量级相差巨大的数值病态特征。一个典型的数值算例表明了平衡变换的重要性。

多转子支承系统航空发动机临界转速及不平衡响应计算

采用均质轴模型,在考虑陀螺力矩、剪切变形、结构阻尼、支承刚度和支承阻尼各向异性的基础上,计及轴向力的影响,发展了传递矩阵法,使其能更精确地对包含复杂转子及支承结构系统的发动机总体模型进行动态特性及动态响应分析,编写了通用程序,并以多种形式的转子为考题进行了程序考核,计算了某型发动机的临界转速及不平衡响应。

金属橡胶技术在转子支承系统中的阻尼减振应用研究

介绍了金属橡胶材料的阻尼减振性能,重点阐述了金属橡胶技术在转子支承系统中阻尼减振的应用,同时对金属橡胶构件在转子支承系统中应用的未来发展趋势进行了展望。

轴承结合面间隙对转子支承系统动态特性影响

针对目前工程中凭经验通过人为调节滑动轴承结合面间隙来抑制汽轮机转子振动,缺少理论依据的现状,建立考虑滑动轴承瓦壳顶隙、水平侧隙影响的转子支承系统动力学模型,分别采用有限差分法和有限元法分析调节结合面间隙对滑动轴承动特性参数和转子系统振动特性的影响。分析结果表明,随结合面间隙增大轴承的偏心率、各向支承刚度及交叉阻尼分量(c_(yx))呈非线性减小,偏位角呈非线性增加,转子系统前6阶固有频率略微减小,对由转子质量偏心激励引起的振动响应有明显抑制作用,轴承结合面间隙对系统动态特性的影响不可忽略。

不确定转子系统动力学降阶模型构建与模型散度参数辨识

在航空、航天、船舶等领域的实际工程转子系统中,广泛存在高维复杂的非线性系统。在航空发动机转子系统、燃气轮机转子系统等重点研究领域,通常还难以对高维复杂非线性系统进行直接的数据处理和分析统计。针对不确定性转子系统的模型维度较高等问题,提出了一种模型不确定性动力学降阶计算模型构建和模型散度参数辨识方法。首先,根据确定性动力学模型和静态矩阵降阶方法,完善了确定性动力学降阶模型;然后,基于随机矩阵理论和非参数动力学建模方法,提出了不确定性动力学降阶模型;最后,利用系统确定性模型的一阶临界转速、振型和实验数据,对不确定性动力学模型的散度参数进行了辨识;为了验证散度参数辨识方法的有效性,笔者又在转子实验平台上进行了实验验证。研究结果表明:实验结果与降阶之后振动响应均值的差异性较小,且与不确定性动力学模型相差不超过10%,表明所采用的理论模型在描述转子系统行为方面具备了较高的准确性和可靠性,该模型可以为深入研究模型不确定性转子系统提供参考。

基于三维有限元模型的双转子-支承系统动力学特性研究

针对航空发动机振动故障率较高的问题,计算分析双转子-支承系统在碰摩-不平衡故障下的轴承支反力并研究其影响因素.建立了双转子-支承系统和高压涡轮-机匣碰摩的三维有限元模型,利用Ansys 12.0计算了双转子-支承系统在碰摩力和不平衡量引起的简谐激振力作用下的轴承支反力.通过计算多种工况下的动态轴承支反力,获得了碰摩和不平衡量的分布及大小对轴承支反力的影响规律.

一种改进的基于扭矩激励的多支承转子系统模型

在传统的基于扭矩激励的多支承转子系统力学模型的基础上,考虑了轴承负荷传感器和各跨间联轴器刚度及扭矩激励对各跨转子的影响,改进了基于扭矩激励的多支承转子系统力学模型。以一暂态扭矩为例,通过仿真分析了无扭矩激励和暂态扭矩激励作用下,多支承转子系统的振动响应,并通过试验验证了仿真结果的有效性,进而验证了改进模型的正确性,为对多支承转子系统振动的研究打下基础。

含立方非线性非对称钢缆弹簧支承转子系统的动力特性研究

首先建立了含立方非线性的非对称钢缆弹簧支承转子系统的运动微分方程 ,给出了基于谐波平衡的求解方法 ,通过数值计算 ,分析了非对称钢缆弹簧支承转子系统的隔振性能 ,得出了其动力性能随支承参数变化的规律 ,为钢缆弹簧支承立式冲击破碎机设计提供了理论依据。结果表明 ,10

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 .

一种分析非线性转子－支承系统非协调响应的近似方法

运用文献［１］提出的线性化法，将系统做非协调响应下的非线性元件转换为等效线性元件和等效外谐和力两部分，随后用子模态综合法并借助二阶非完整约束系统的Ｒｏｕｔｈ型方程，建立了全部连接条件下非线性转子－支承系统的运动微分方程；大此基础上，将求解微分方程转化为求解代数方程，从而通过简单地迭代过程便可求得系统的非协调响应，与Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法的结果比较表明：本文的方法简捷、近似程度高。

转子—支承系统振动不平衡响应的MATLAB实现

转子—支承系统振动不平衡响应的计算在转子动力学计算中处于重要地位,有限元法是其计算的方法之一,针对工程上的大型软件和软件包不适应小型转子系统和学校开发教学课的特点,文章尝试开发采用MATLAB计算转子-支承系统振动不平衡响应的教学课件。

高速转子-支承结构系统动力学的缩尺相似设计方法研究

基于相似理论提出了一种高速转子—支承结构系统动力学的缩尺相似设计方法。以某型涡轴发动机燃气发生器转子—支承系统总体结构为研究对象,考虑结构的动力学特性相似,建立了几何尺寸参数、支承刚度的缩尺比例,使缩尺后的转子—支承系统与全尺寸的原型相比,具有临界转速成比例、转子振型保持一致的动力学特性;随后,基于该缩尺模型,指导了供实验室使用的航空发动机整机试验器转子—支承系统的结构设计;最后,建立了整机试验器转子—支承系统的“超模型”并进行仿真计算,结果验证了该相似设计方法的合理性和有效性。

带SFD的转子—支承系统稳态动力响应研究

该文研究了带挤压油膜阻尼器的转子－支承系统的稳态动力响应，提出了求解非线性转子系统稳态动力响应的三角级数法。通过对某涡喷发动机转子－支承系统模拟实验台的计算、分析及实验研究，证明该文给出的方法正确、合理。

柔性转子-支承系统有限元仿真及多目标优化设计

转子-支承系统动力学分析及参数优化是高速旋转机械设计的基础。本文采用有限元软件建立了双转盘柔性转子-支承系统有限元仿真模型,对系统的稳定性和过临界响应进行了求解分析。基于有限元软件命令流和粒子群智能优化算法开发了多目标优化程序,对建立的转子-支承系统的支承参数和中轴尺寸参数进行了优化计算。综合比较以稳定性最优和过临界响应最优为目标的参数优化结果,给出了转子高速运行阶段采用稳定性优化参数结果,而启动阶段以过临界响应优化结果对支承参数进行调整的方案。

双转子-支承-机匣耦合系统非线性动力学响应分析

针对航空发动机安全可靠使用的现实问题,对某型航空发动机双转子试验器的转速、转子偏心量以及转速比等方面进行了研究。建立了考虑高低压转子中介轴承的耦合和机匣的弹性变形的简化整机有限元模型,将所建模型与文献中双转子系统算例的数据进行了对比,评价了理论模型的正确性;利用Newmark-β数值积分法求解了系统的非线性动力学响应。研究结果表明:偏心量的位置不同,高压转子与低压转子的振动响应幅值差异明显,当偏心量施加在高压转子部分时,系统的幅值响应更加复杂;转子系统的运动形态受高低压转速比的变化影响显著,系统可能做周期、概周期或者混沌运动。

磁悬浮支承转子系统的动力学特点

介绍了采用主动磁悬浮支承的转子系统动力学特性,说明了与传统轴承转子系统动力学相比的异同点,给出了一种分析计算以主动磁悬浮支承的转子系统动力学特性的方法.该方法包括系统临界转速的计算以及对应的振动模态分析方法.最后给出了部分分析计算和实验的结果.

鼠笼式弹性支承-圆柱滚子轴承-转子系统振动分析

考虑圆柱滚子轴承非线性接触力、保持架能量、鼠笼刚度、转子不平衡以及它们之间的力学耦合关系,基于拉格朗日方程建立鼠笼式弹性支承-圆柱滚子轴承-单转子系统动力学分析模型,结合龙格库塔数值积分方法,并对该模型动力学仿真分析,分析了不同转速区域鼠笼式弹性支承-滚动轴承-转子系统振动响应的分岔特性,结果表明:两支点的鼠笼式弹性支承-圆柱滚子轴承-单转子系统受到组合支承非线性支承力的激励作用下,呈现丰富多样的运动周期变化,相比于高转速区域的系统振动响应,低转速区域的系统振动响应混沌现象更易出现。高转速区间可以对系统建模分析进行线性近似处理,更方便地对系统振动进行控制与优化。

燃气轮机转子支承刚度计算研究

综合归纳燃气轮机转子的各种支承结构形式、特点,剖析结构参数对支承刚度的影响。针对燃气轮机转子在高转速下支承刚度获取难的问题,运用理论分析和经验公式相结合的方法,对某型燃气轮机转子支承进行刚度计算与误差分析。结果表明,对于弹性阻尼支承系统,刚度值在一定精度范围内的初步计算可不考虑油膜刚度的影响。

转子弹性阻尼支承最佳参数选择的理论及程序计算分析

提出了考虑轴承刚度、阻尼的振型叠代求解方法 ,以及根据振型规格化加载求多支承转子系统的各阶共振放大因子或模态阻尼 ,并提出了按转子———支承系统的各阶共振放大因子最大值最小或各阶模态阻尼最小值最大的判别准则来确定弹性阻尼支承的参数 ,可适用于多质量多支承变截面的大挠性转子系统。