大型通用机械转子—轴承系统的动力学分析
发布时间：2021-12-19 14:36
大型通用机械是国民经济中的重要装备,在能源、石化行业发挥着十分重要的作用。随着大型旋转机械向高速、重载、轻型化和自动化方向发展,带来了转子振动和稳定性问题,特别是流固热多物理场耦合问题。如何在现有技术上综合考虑多重场的激励特征,准确地预计系统的振动和稳定性,是学术界和工程界十分关心的问题。 本文的目的是在现有研究基础上,分别研究转子-轴承系统各单元部分并对其进行合成,通过单元技术的合成,综合分析大型转子-轴承系统的动力学运行特征;编制快速的数值求解程序。根据不同润滑条件下转子-轴承系统的润滑特点,确定和选用合适的雷诺润滑方程,同时为了克服轴承润滑雷诺方程解析求解的缺点,采用数值差分法分析滑动轴承的动力润滑参数(刚度系数和阻尼系数)。对系统的转子部分采用有限单元法,分析大型转子的临界转速、主振型和不平衡响应。利用Matlab编制相应的计算程序,并验算例证。同时联系工程运用问题,运用自编的程序和商业通用工程软件ANSYS对某企业生产的泵转子湿态临界转速进行分析。 具体工作内容包括: (1)综合前人的理论,建立起转子在不同转速条件,轴承润滑的条件下,该采用何种润滑方程。 (2)用差分法求解雷...
【文章来源】： 大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 转子动力学的发展状况
1.3 转子动力学的建模和计算方法简介
2.转子-轴承系统的润滑
2.1 轴承润滑形式
2.1.1 轴承润滑的形式的判别
2.1.2 Reynolds方程的无量纲化
2.2 轴承润滑膜雷诺方程的差分法求解
2.2.1 轴瓦润滑膜的离散化
2.2.2 差商表达式的导出
2.2.3 超松弛迭代法
2.2.4 Reynolds边界条件的的纳入
2.3 轴承润滑的静特征
2.3.1 润滑膜承载力的计算方法
2.3.2 偏位角的修正
2.4 轴承润滑的动特征
2.4.1 润滑膜的刚度和阻尼计算方法
2.4.2 扰动压力的求得
2.4.3 水润滑算例
3.基于有限元法的转子-轴承系统动力学分析
3.1 有限元方法的采用
3.1.1 转子-轴承系统有限元法的建立原则和过程简介
3.1.2 转子-轴承系统模型的有限元法简化
3.2 单元的运动方程
3.2.1 刚性圆盘的运动方程
3.2.2 Reyleigh梁-轴段单元运动方程
3.2.3 轴承单元的运动方程
3.3 转子-轴承系统的整体运动方程
3.4 转子-轴承系统动力学的计算
3.4.1 临界转速的计算
3.4.2 主振型的计算
3.4.3 转子-轴承系统稳定性的分析
3.4.4 转子-轴承系统不平衡响应的计算
3.5 本章小结
4 转子-轴承系统动力分析的MATLAB计算
4.1 润滑膜动力系数的程序设计与计算
4.2 本章小结
5 结合通用工程软件的转子-轴承系统动力分析
5.1 技术路线和有限元建模
5.2 临界转速计算结果与分析
5.3 模态分析
5.3.1 有油膜、有密封、有水状态
5.3.2 有油膜、无密封、无水状态
6 总结与期望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]迷宫密封—滑动轴承—转子系统的非线性动力稳定性 [J]. 李松涛,许庆余. 航空学报. 2003(03)
[2]转子密封系统流体激振问题的流固耦合数值研究 [J]. 金琰,袁新. 工程热物理学报. 2003(03)
[3]一种湍流润滑理论分析的工程计算方法 [J]. 张新敏,夏延秋,王世杰,王野牧. 润滑与密封. 2002(02)
[4]转子动力学研究的回顾与展望 [J]. 孟光. 振动工程学报. 2002(01)
[5]涡轮泵转子的临界转速研究(Ⅴ)临界转速的有限元法 [J]. 张小龙,何洪庆. 推进技术. 2000(03)
[6]湍流工况下水润滑导轴承稳定性分析 [J]. 张新敏,周健,王野牧. 沈阳工业大学学报. 1999(04)
[7]非线性转子-密封系统的稳定性和 Hopf 分叉 [J]. 陈予恕,丁千,侯书军. 振动工程学报. 1997(03)
[8]油膜失稳涡动极限环特性的Hopf分叉分析法 [J]. 张正松,沐华平. 清华大学学报(自然科学版). 1996(07)
[9]不平衡转子─滑动轴承系统稳定性的非线性研究 [J]. 袁小阳,朱均. 振动与冲击. 1996(01)
[10]多跨转子－轴承系统振动稳定性试验研究 [J]. 黄文振. 机械工程学报. 1995(05)
硕士论文
[1]大型透平膨胀机转子动力学分析及叶轮强度分析[D]. 李祖辉.浙江大学. 2006
本文编号：3544591
【文章来源】： 大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 转子动力学的发展状况
1.3 转子动力学的建模和计算方法简介
2.转子-轴承系统的润滑
2.1 轴承润滑形式
2.1.1 轴承润滑的形式的判别
2.1.2 Reynolds方程的无量纲化
2.2 轴承润滑膜雷诺方程的差分法求解
2.2.1 轴瓦润滑膜的离散化
2.2.2 差商表达式的导出
2.2.3 超松弛迭代法
2.2.4 Reynolds边界条件的的纳入
2.3 轴承润滑的静特征
2.3.1 润滑膜承载力的计算方法
2.3.2 偏位角的修正
2.4 轴承润滑的动特征
2.4.1 润滑膜的刚度和阻尼计算方法
2.4.2 扰动压力的求得
2.4.3 水润滑算例
3.基于有限元法的转子-轴承系统动力学分析
3.1 有限元方法的采用
3.1.1 转子-轴承系统有限元法的建立原则和过程简介
3.1.2 转子-轴承系统模型的有限元法简化
3.2 单元的运动方程
3.2.1 刚性圆盘的运动方程
3.2.2 Reyleigh梁-轴段单元运动方程
3.2.3 轴承单元的运动方程
3.3 转子-轴承系统的整体运动方程
3.4 转子-轴承系统动力学的计算
3.4.1 临界转速的计算
3.4.2 主振型的计算
3.4.3 转子-轴承系统稳定性的分析
3.4.4 转子-轴承系统不平衡响应的计算
3.5 本章小结
4 转子-轴承系统动力分析的MATLAB计算
4.1 润滑膜动力系数的程序设计与计算
4.2 本章小结
5 结合通用工程软件的转子-轴承系统动力分析
5.1 技术路线和有限元建模
5.2 临界转速计算结果与分析
5.3 模态分析
5.3.1 有油膜、有密封、有水状态
5.3.2 有油膜、无密封、无水状态
6 总结与期望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]迷宫密封—滑动轴承—转子系统的非线性动力稳定性 [J]. 李松涛,许庆余. 航空学报. 2003(03)
[2]转子密封系统流体激振问题的流固耦合数值研究 [J]. 金琰,袁新. 工程热物理学报. 2003(03)
[3]一种湍流润滑理论分析的工程计算方法 [J]. 张新敏,夏延秋,王世杰,王野牧. 润滑与密封. 2002(02)
[4]转子动力学研究的回顾与展望 [J]. 孟光. 振动工程学报. 2002(01)
[5]涡轮泵转子的临界转速研究(Ⅴ)临界转速的有限元法 [J]. 张小龙,何洪庆. 推进技术. 2000(03)
[6]湍流工况下水润滑导轴承稳定性分析 [J]. 张新敏,周健,王野牧. 沈阳工业大学学报. 1999(04)
[7]非线性转子-密封系统的稳定性和 Hopf 分叉 [J]. 陈予恕,丁千,侯书军. 振动工程学报. 1997(03)
[8]油膜失稳涡动极限环特性的Hopf分叉分析法 [J]. 张正松,沐华平. 清华大学学报(自然科学版). 1996(07)
[9]不平衡转子─滑动轴承系统稳定性的非线性研究 [J]. 袁小阳,朱均. 振动与冲击. 1996(01)
[10]多跨转子－轴承系统振动稳定性试验研究 [J]. 黄文振. 机械工程学报. 1995(05)
硕士论文
[1]大型透平膨胀机转子动力学分析及叶轮强度分析[D]. 李祖辉.浙江大学. 2006
本文编号：3544591
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3544591.html
