内圈故障滚动轴承系统周期运动的倍化分岔

针对轴承内圈破损故障,建立轴承三自由度分段非光滑的故障模型,研究内圈故障滚动轴承系统周期运动的倍化分岔现象和混沌行为;求出系统的切换矩阵后,将得到的切换矩阵结合光滑系统的Floquet理论来分析轴承非光滑系统周期运动发生倍化分岔的条件。通过在碰撞面处建立Poincaré映射,用数值方法进一步揭示轴承系统的周期运动经倍化分岔通向混沌的现象;结果表明,当旋转频率接近临界分岔点时,系统有1个Floquet特征乘子接近-1,系统发生周期倍化分岔,随着旋转频率的增加,系统经历了周期二解的Nermark-Sacker分岔,随后又经历了多周期、混沌等复杂的非线性行为。对该故障轴承系统分岔和混沌的研究,可为大型高速旋转机械的安全稳定运行提供可靠的设计与故障诊断依据,也为实际设计时提供理论指导和技术支持。

多级轴流压气机失速特性分析

为了对某九级低压压气机的低工况性能进行改进和优化,分析压气机在低工况下的特性是必要的。采用三维黏性数值模拟方法对非设计工况进行了计算,根据压气机在近失速状态下的级特性,详细分析了第一级、第二级和末级的流场特性。结果表明:第一级转子扩压负荷过大,顶部发生了突尖波失速,是造成压气机不稳定运行的主要原因,且使下游的进气条件变差,导致第二级叶片顶部发生流动分离;末级静子扩压负荷较大,静子通道涡造成的漩涡耗散损失使末级的绝热效率低下。

多级轴流压气机轮缘端壁放气数值模拟

采用数值模拟的方法,以一台9级低压压气机为研究对象,研究了轮缘端壁放气对压气机低工况下的总体性能和内部流场的影响。设计了在第6级转子近前缘处放气和近尾缘处放气两种方案,并对流场进行了详细的数值计算。结果表明,近前缘处放气使压气机综合稳定裕度改进了1.33%,近尾缘处放气使综合稳定裕度改进了0.89%,放气还提高了压气机的防"堵塞"能力;放气使压气机前、后各级的进口气流角都朝着有利于压气机稳定工作的方向变化;放气缩小了间隙泄漏涡的作用区域,移除了部分泄漏流和附面层流体,从而提高了顶部通道的流通能力,降低了流动损失。