柔性转子动力特性分析及现场动平衡技术研究

发布时间：2017-10-11 10:06

  本文关键词：柔性转子动力特性分析及现场动平衡技术研究

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【摘要】：本文以汽轮发电机、纸机等长跨距转子为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS14.0研究柔性转子的动力学特性,并且结合动平衡理论与转子动力学特性来研究柔性转子现场动平衡技术。首先运用传递矩阵法结合MATLAB编程与有限元分析软件ANSYS14.0对汽轮发电机主轴转子做了对比分析,并对分析结果进行了比较,分析结果表明使用有限元分析软件ANSYS14.0进行转子动力学分析的便利性和直观性。其次应用ANSYS14.0对汽轮发电机转子进行了模态分析、谐响应分析和瞬态响应分析,通过模态分析求出了发电机转子的前三阶固有频率和模态振型,在多载荷步条件下利用Campbell图求出了发电机转子的前三阶临界转速,并分析了陀螺效应对转子固有频率的影响;通过谐响应分析在转子不同部位以不同形式施加激振载荷,模拟了转子受不平衡量影响的情况,得出了在不同激振载荷下转子的振型规律和相关响应特性,为转子现场动平衡配重方式选择提供了理论依据;通过瞬态响应分析,研究了汽轮发电机转子在不同加速度下的响应特性与规律,研究了柔性转子在加速启动过程中的迟滞特性和减幅特性规律。再次研究了转子动平衡的基础理论,以及利用振型平衡法对比了刚性转子与柔性转子平衡的异同,介绍了柔性转子动平衡的两类基本方法:模态平衡法和影响系数法的基本原理及计算过程。最后将柔性转子动平衡理论与有限元分析法相结合,依据纸机转子自身的结构特点结合模态平衡法设定了现场动平衡工艺,搭建了动平衡测试平台,以影响系数法为基础进行现场动平衡试验,最终成功完成了纸机转子现场动平衡,验证了理论分析的正确性。
【关键词】：柔性转子 ANSYS有限元分析 现场动平衡 模态平衡法 影响系数法
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH113;TM311
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 选题的目的及意义11-12
• 1.2 转子动力学特性研究现状12-13
• 1.3 柔性转子动平衡技术研究现状13-15
• 1.4 本文的主要研究工作15-17
• 第2章 传递矩阵法与有限元法分析对比17-31
• 2.1 传递矩阵法结合MATLAB软件对转子动力特性分析17-25
• 2.1.1 传递矩阵的建立原理17-21
• 2.1.2 MATLAB软件编程数值分析21-25
• 2.2 有限元法结合ANSYS软件对转子动力特性分析25-29
• 2.2.1 转子系统有限元模型的建立原理25-27
• 2.2.2 ANSYS软件分析与结果27-29
• 2.3 两种方法的结果比较与分析29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 基于ANSYS柔性转子动力特性分析31-66
• 3.1 ANSYS有限元软件以及分析流程介绍31-32
• 3.1.1 ANSYS有限元软件介绍31-32
• 3.1.2 有限元软件分析流程介绍32
• 3.2 汽轮发电机转子有限元模型建立32-35
• 3.2.1 有限元单元选择与介绍33-34
• 3.2.2 有限元模型的建立34-35
• 3.3 汽轮发电机转子模态分析35-41
• 3.3.1 模态分析基本理论36-37
• 3.3.2 模态分析步骤与结果37-41
• 3.4 汽轮发电机转子的谐响应分析41-52
• 3.4.1 谐响应分析基础理论42-43
• 3.4.2 谐响应分析步骤介绍43-45
• 3.4.3 谐响应分析过程与结果45-52
• 3.5 汽轮发电机转子瞬态不平衡响应分析52-65
• 3.5.1 瞬态动力学理论基础介绍53-56
• 3.5.2 瞬态响应的实现和结果分析56-65
• 3.6 本章小结65-66
• 第4章 柔性转子动平衡方法研究66-75
• 4.1 柔性转子与刚性转子的平衡66-68
• 4.2 柔性转子平衡的基本方法68-74
• 4.2.1 柔性转子的模态平衡法及平衡条件69-72
• 4.2.2 柔性转子的影响系数平衡法72-74
• 4.3 本章小结74-75
• 第5章 柔性转子现场动平衡应用研究75-91
• 5.1 纸机转子现场动平衡介绍75-76
• 5.2 纸机转子现场动平衡工艺分析76-83
• 5.2.1 中挠测量介绍76-77
• 5.2.2 现场动平衡平衡工艺设定与介绍77-83
• 5.3 现场动平衡实验及结果分析83-90
• 5.3.1 现场动平衡实验过程83-89
• 5.3.2 现场动平衡过程与配重平衡89-90
• 5.4 本章小结90-91
• 结论91-94
• 参考文献94-97
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果97-98
• 致谢98-99

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本文编号：1011899