碰摩转子非线性振动特性研究

发布时间：2017-10-04 03:28

  本文关键词：碰摩转子非线性振动特性研究

  更多相关文章： 转子 碰摩 动力学模型 非线性振动 非线性特性

【摘要】：大型汽轮发电机组、燃气轮机、航空发动机、压缩机等旋转机械,在电力能源、交通运输、石油化工等与人们息息相关的领域内广泛应用并发挥着极其重要的作用。由于转静子系统是大型旋转机械的核心部分,所以它运转的稳定性是否将直接决定机械是否能正常工作。以大型汽轮发电机组为代表的重要而精密的旋转机械,大都工作在非常复杂的环境下,再加上制造、安装等其他因素的影响,转子系统的运行故障时有发生。为了降低汽轮发电机组的气耗和热耗率,大型机组的转静子间隙逐渐减小,最终使转静子发生碰摩故障的概率增大。动静碰摩一旦发生必将影响整个系统的正常工作,给企业和员工造成很大的经济损失和安全威胁。因此研究碰摩故障转子系统的非线性振动特征,不仅具有非常重要的学术价值,而且对国家经济的安全运行和人们的正常生活都有重大的意义。本文通过把实际的汽轮机转子简化为具有集中质量的Jeffcott转子物理模型,运用分岔现象、突变现象、混沌现象等非线性振动分析理论,对转子径向碰摩故障的系统动力学模型进行了深入细致的研究,建立了考虑系统的质量偏心力、非线性油膜力的系统动力学模型。利用四阶龙格库塔数值模拟方法,对含有碰摩故障的转子系统运动的非线性动力学行为进行了分析。应用碰摩转子系统的分岔图、相图、Poincare截面图、轴心轨迹图、时域波形图等非线性方法,分析了碰摩转子系统运行时含有周期、拟周期、混沌等丰富的动力学行为,并发现了碰摩系统中含有倍周期分岔、倍周期倒分岔等非线性行为演变过程。重点讨论了非线性摩擦力系数、非线性刚度系数、油膜力包含的各参数、基础和转子非对称刚度系数、双跨圆盘偏心方向角度差等参数对转子系统运动特性的影响。
【关键词】：转子 碰摩 动力学模型 非线性振动 非线性特性
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文的主要工作12-14
• 第2章 非线性振动分析方法14-23
• 2.1 分岔与混沌行为14-16
• 2.1.1 分岔概念14-15
• 2.1.2 混沌概念15-16
• 2.1.3 通向混沌的途径16
• 2.2 非线性振动求解方法16-18
• 2.3 非线性振动分析方法18-22
• 2.3.1 相图18-20
• 2.3.2 Poincare截面图20-21
• 2.3.3 分岔图21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 碰摩转子系统的非线性振动特性23-46
• 3.1 碰摩的分类23-24
• 3.2 碰摩力模型24-26
• 3.2.1 法向力模型24
• 3.2.2 切向力模型24-26
• 3.3 油膜力模型26-28
• 3.4 碰摩转子的非线性振动方程28-29
• 3.5 碰摩转子非线性振动特性分析29-36
• 3.5.1 非线性摩擦系数对碰摩转子非线性振动特性的影响30-34
• 3.5.2 非线性刚度系数对碰摩转子非线性振动特性的影响34-36
• 3.6 油膜力对碰摩转子非线性振动特性的影响36-45
• 3.6.1 润滑油黏度的影响36-39
• 3.6.2 轴承长径比的影响39-42
• 3.6.3 轴承间隙的影响42-45
• 3.7 本章小结45-46
• 第4章 非对称碰摩转子系统的非线性振动特性46-55
• 4.1 非对称碰摩转子系统的动力学模型46-48
• 4.2 非对称转子刚度对碰摩转子非线性振动特性的影响48-52
• 4.3 非对称支承刚度对碰摩转子非线性振动特性的影响52-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 双跨碰摩转子系统的非线性振动特性55-73
• 5.1 双跨碰摩转子系统运动方程55-57
• 5.2 双跨碰摩转子系统振动特性57-61
• 5.3 偏心方向角度差对双跨碰摩转子系统非线性特性的影响61-65
• 5.4 联轴器弯曲刚度对双跨碰摩转子系统非线性特性的影响65-69
• 5.5 实验验证69-72
• 5.6 本章小结72-73
• 第6章 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果79-80
• 致谢80

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