某多跨转子系统可靠性灵敏度分析

发布时间：2020-07-16 01:13

【摘要】：旋转机械是国家基础工业的心脏,在国民经济中起着至关重要的作用。转子系统结构复杂,在运行过程中受到高转速、不平衡力和力矩、油膜振荡、气体喘振的多种工况的影响,会显著地影响转子系统的稳定性能。而且,转子系统的转轴本身柔性大,在多种工况的影响下,会产生很大的动态应力,动态应力如果超过了屈服极限,那么转子系统在设计阶段就已经失效。如果设计不当或工作失常,就会引起机毁人亡的重大事故。因此,研究如何合理的建立转子系统的安全容限和控制设计参数对转子系统安全的影响具有重要意义。本文在总结国内外有关转子动力学和结构可靠性研究现状的基础上,首先,对转子系统进行合理简化,建立了刚柔混合虚拟样机模型,利用有限元法对转子系统的动力特性进行了分析,得到转子系统的不平衡响应和最大动态应力；然后针对以往结构可靠度数值计算方法的不足,根据可靠的理论,引入了神经网络理论并结合转子动力学求解中的有限元法,将神经网络技术应用于结构可靠性和可靠性灵敏度分析领域。充分利用神经网络的非线性映射功能、任意函数逼近功能等特性,较好的解决了可靠性研究中的一些难题。最后,由于本文中基本随机变量为混合变量,即基本随机变量的单位互不相同,可靠性灵敏度无可比性,因此在可靠性灵敏度理论的基础上对基本随机变量进行了无量纲化,得到可靠性对各个基本随机变量的影响程度的排序,为产品在设计阶段提供了理论参考,有着积极地现实意义和理论价值。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH113
【图文】：

本体结构,压缩机

图3.1压缩机系统布置图 F19.3.3LoeationofeomPressorsystem如图3.2所示为压缩机的某缸模型，压缩机在运行时，利用本身的惯性，在A处将气体吸入，利用连接轴带动叶轮做功，使气体的压力、温度、速度提高，再流入扩压器5，使速度降低，压力进一步提高，从B口排出，然后进入C口，经过进一步提高压力，最终气体从D口排出。从图中可以看出压缩机本体可以分为转子和定子两大部分:转动部分由主轴2、叶轮9(本压缩机共有6个叶轮，其中左侧首级轮为半开式叶轮

转子系统,叶轮盘,叶轮,基础支撑

本课题中主要考虑轴的柔性对系统可靠性的影响，叶轮不作为考察重点，在保证质心位置和转动惯量不变的情况下，将叶轮利用当量直径转化为圆盘。根据上述原则对转子系统进行合理简化后，如图3.4所示，共将系统转轴简化为306个轴段，8个基础支撑，17个叶轮盘。其中，中压缸5个叶轮盘，分别为:T4，TS，UZL

模型图,转子系统,百万吨,整机

东北大学硕士学位论文第3章转子系统动力学及软件介绍在Pro/E中，对系统进行参数化建模，得到的转子系统的三维实体整机模型如图3.5所示，然后将系统的转轴保存为*.xt格式，如图3.6所示，为下一步建立转轴的有限元模型做准备。图3.5百万吨乙烯大型转子系统的三维整机模型 Fig.3.5Thethree一 dimensionalwholemodeloflargemegatonethylenerotorsystem图3.6转子系统转轴的三维模型 Fig.3.6Thethree一 dimensionalmodeloflargerotorsystem’ 5axis3.4基于NASTRAN的柔性体有限元模型的建立及模态分析本课题采用MSC公司的PATRAN闪ASTRAN有限元软件，将三维的系统轴模

【参考文献】