含基础松动故障转子系统的动力学特性研究
发布时间：2020-12-07 17:53
在旋转机械中,转子系统常出现碰摩与松动故障,故碰摩与松动影响着转子系统运行的平稳性。油膜力、碰摩力、松动都表现出非线性特征,使转子系统也具有一定的非线性。在系统中,参数的变化会引起转子系统动力学行为的改变,因此研究参数的变化了对转子系统的动力学行为影响具有重要的意义。本文主要以基础松动为基础,研究了转子系统的动力学特性。本文首先研究了碰摩力作用下一端松动的转子系统模型,列出系统的动力学微分方程并对方程进行无量纲化,通过数值模拟与仿真,深入研究分析转子系统的动力学行为。文中基于基准参数的基础上,选取可变参数,绘制系统的分岔图、轴心轨迹图、Poincaré截面映射图等图,研究与分析系统的动力学参数对系统的动力学特性的影响,得出系统的刚度比K、阻尼系数1?、摩擦系数f、质量比m?的变化对松动转子系统的动力学特性产生较大的影响。研究分析表明:(1)随着刚度比的增大,系统的稳定性逐渐降低;(2)随着阻尼系数值的增大,系统的稳定性逐渐提高;(3)当摩擦系数适中时,系统处于周期运动状态,当摩擦系数较大或较小时,系统的稳定性逐渐降低;(4)当质量比小时,转子系统在中等转速范围出现混沌运动,增大质量比的...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
转子与定子的碰摩示意图
图 3.1 一端基础松动转子系统模型图图 3.1 所示，本章以碰摩力作用下一端基础松动非线性转子系统动力学简化究对象。在该模型中，支撑用两对一样的滑动轴承，转子圆盘的等效集中质设左端发生松动的最大间隙为1 ，系统在x方向的位移很小，故在研究中只的位移。安装在外部的定子与转子之间的间隙为 。圆盘的几何中心为1o ，为co ，2o 为左端轴颈的几何中心，3o 为左端滑动轴承的几何中心，支座质设圆盘与轴颈之间的轴为质量不计的弹性轴，轴的刚度系数为 k ，定子的刚，圆盘处的阻尼系数为1c ，松动端的刚度系数和阻尼系数分别为3k 、3c 。中所研究的碰摩模型如图 3.1 所示，假设转子的质量偏心存在；轴向位移可忽视系统的陀螺效应；定子碰撞时的变形是线性的。统的运动微分方程子在运动过程中发生的弹性碰撞时间较短，产生的摩擦力满足库伦定律时，所受的力可以分解为：
兰州交通大学工程硕士学位论文化对系统非线性动力学特性响应的影响程中，转子与定子的刚度比变化影响着系统的运动状态，当同或者材料不同时其结构性能也不相同，这种差异会引起刚变化对系统的影响进行研究是十分有必要的，本节选取不1 =0.15， f =0.12，仅改变刚度比K的值，通过数值仿真，系统响应图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]转子-滑动轴承系统支承松动-碰摩故障动力学行为及评估方法[J]. 蒋勉,伍济钢,彭鑫胜,宾光富. 动力学与控制学报. 2017(06)
[2]双转子系统轴承座松动的动力学模型及故障特性[J]. 徐洪志,王南飞,蒋东翔. 航空动力学报. 2016(11)
[3]高速列车滚动轴承支承松动系统动力学特性研究[J]. 曹青松,郭小兵,熊国良,向琴,周生通. 机械工程学报. 2016(21)
[4]600 MW超临界汽轮发电机组振动故障特征提取[J]. 倪守龙,唐贵基,杨超,卢盛阳. 电力科学与工程. 2013(03)
[5]不同载荷下基座松动转子系统动力学特性分析[J]. 马辉,张志,太兴宇,闻邦椿. 中国电机工程学报. 2012(26)
[6]松动—碰摩耦合故障转子系统动力学特性分析[J]. 马辉,太兴宇,汪博,闻邦椿. 机械工程学报. 2012(19)
[7]镜泊湖发电厂5号机推力轴承烧损事故原因分析及处理[J]. 谢田宇,于福美,王传波. 经营管理者. 2011(24)
[8]非线性刚度转子-轴承支承松动故障的特征分析[J]. 李宏坤,赵利华,练晓婷. 动力学与控制学报. 2011(03)
[9]非线性松动转子密封系统的耦合振动分析[J]. 姚德臣,殷玉枫,朱建儒. 机械科学与技术. 2009(10)
[10]带有支座松动故障的离心泵叶轮转子分岔特性分析[J]. 蒋兆远,孙启国,李同杰,王娟. 机械强度. 2009(05)
博士论文
[1]大型汽轮机转子寿命问题研究[D]. 王坤.华中科技大学 2004
[2]转子—轴承系统非线性特性研究及油膜振荡的在线消除[D]. 刘淑莲.浙江大学 2004
[3]转子系统故障的若干非线性动力学问题及智能诊断研究[D]. 罗跃纲.东北大学 2002
硕士论文
[1]支承松动转子—轴承系统油膜动态特性研究[D]. 凌寒.西安建筑科技大学 2017
[2]含松动与碰摩的转子—轴承系统非线性动力学分析[D]. 吴艳艳.河北工业大学 2014
[3]旋转机械系统中松动引起的动力学分析与识别[D]. 吉燕华.兰州交通大学 2013
本文编号：2903667
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
转子与定子的碰摩示意图
图 3.1 一端基础松动转子系统模型图图 3.1 所示，本章以碰摩力作用下一端基础松动非线性转子系统动力学简化究对象。在该模型中，支撑用两对一样的滑动轴承，转子圆盘的等效集中质设左端发生松动的最大间隙为1 ，系统在x方向的位移很小，故在研究中只的位移。安装在外部的定子与转子之间的间隙为 。圆盘的几何中心为1o ，为co ，2o 为左端轴颈的几何中心，3o 为左端滑动轴承的几何中心，支座质设圆盘与轴颈之间的轴为质量不计的弹性轴，轴的刚度系数为 k ，定子的刚，圆盘处的阻尼系数为1c ，松动端的刚度系数和阻尼系数分别为3k 、3c 。中所研究的碰摩模型如图 3.1 所示，假设转子的质量偏心存在；轴向位移可忽视系统的陀螺效应；定子碰撞时的变形是线性的。统的运动微分方程子在运动过程中发生的弹性碰撞时间较短，产生的摩擦力满足库伦定律时，所受的力可以分解为：
兰州交通大学工程硕士学位论文化对系统非线性动力学特性响应的影响程中，转子与定子的刚度比变化影响着系统的运动状态，当同或者材料不同时其结构性能也不相同，这种差异会引起刚变化对系统的影响进行研究是十分有必要的，本节选取不1 =0.15， f =0.12，仅改变刚度比K的值，通过数值仿真，系统响应图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]转子-滑动轴承系统支承松动-碰摩故障动力学行为及评估方法[J]. 蒋勉,伍济钢,彭鑫胜,宾光富. 动力学与控制学报. 2017(06)
[2]双转子系统轴承座松动的动力学模型及故障特性[J]. 徐洪志,王南飞,蒋东翔. 航空动力学报. 2016(11)
[3]高速列车滚动轴承支承松动系统动力学特性研究[J]. 曹青松,郭小兵,熊国良,向琴,周生通. 机械工程学报. 2016(21)
[4]600 MW超临界汽轮发电机组振动故障特征提取[J]. 倪守龙,唐贵基,杨超,卢盛阳. 电力科学与工程. 2013(03)
[5]不同载荷下基座松动转子系统动力学特性分析[J]. 马辉,张志,太兴宇,闻邦椿. 中国电机工程学报. 2012(26)
[6]松动—碰摩耦合故障转子系统动力学特性分析[J]. 马辉,太兴宇,汪博,闻邦椿. 机械工程学报. 2012(19)
[7]镜泊湖发电厂5号机推力轴承烧损事故原因分析及处理[J]. 谢田宇,于福美,王传波. 经营管理者. 2011(24)
[8]非线性刚度转子-轴承支承松动故障的特征分析[J]. 李宏坤,赵利华,练晓婷. 动力学与控制学报. 2011(03)
[9]非线性松动转子密封系统的耦合振动分析[J]. 姚德臣,殷玉枫,朱建儒. 机械科学与技术. 2009(10)
[10]带有支座松动故障的离心泵叶轮转子分岔特性分析[J]. 蒋兆远,孙启国,李同杰,王娟. 机械强度. 2009(05)
博士论文
[1]大型汽轮机转子寿命问题研究[D]. 王坤.华中科技大学 2004
[2]转子—轴承系统非线性特性研究及油膜振荡的在线消除[D]. 刘淑莲.浙江大学 2004
[3]转子系统故障的若干非线性动力学问题及智能诊断研究[D]. 罗跃纲.东北大学 2002
硕士论文
[1]支承松动转子—轴承系统油膜动态特性研究[D]. 凌寒.西安建筑科技大学 2017
[2]含松动与碰摩的转子—轴承系统非线性动力学分析[D]. 吴艳艳.河北工业大学 2014
[3]旋转机械系统中松动引起的动力学分析与识别[D]. 吉燕华.兰州交通大学 2013
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