随机变刚度联轴器及其对转子系统动力学性能影响的研究

发布时间：2017-05-24 16:24

  本文关键词：随机变刚度联轴器及其对转子系统动力学性能影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：继转子动力学的线性和非线性动力学问题之后,随机参数转子动力学问题成为下一个需要重点研究的重要课题之一。为了试验研究随机参数转子动力学问题,必须首先研制一种能够模拟转子系统随机参数的试验装置。本文基于磁流变弹性体的弹性模量随外加磁场强度的变化而改变的特性,研制出了一种随机变刚度联轴器,并将其用于连接Bently转子实验台的两根试验转子,然后通过实验手段研究随机变刚度联轴器对转子系统动力学性能的影响。论文的主要研究内容和研究成果如下:1.给出了基于磁流变弹性体的随机变刚度联轴器的基本结构及工作原理;分析了磁流变弹性体的工作模式,推导了磁流变弹性体磁致剪切模量计算公式;对波纹管联轴器的刚度特性进行了分析;建立了联轴器刚度变化的数学模型,对影响刚度变化的因素进行了分析。理论分析表明:随着外加磁场强度的增大,磁流变弹性体的弹性模量增大,基于磁流变弹性体的波纹管联轴器刚度也增大。2.利用磁流变弹性体在外加磁场强度增大时其弹性模量增大的原理,制备出性能优良的磁流变弹性体,设计加工挠度较大的波纹管联轴器,设计制作电磁铁结构装置,最终研制出一种基于磁流变弹性体的随机变刚度联轴器。然后用研制的随机变刚度联轴器连接试验转子,搭建可以用来实验研究随机变刚度联轴器对转子系统动力学性能影响的实验平台。3.在搭建好的实验平台基础上,给电磁铁通入0—200mA励磁电流时,求得转子系统的固有频率,运用最小二乘法拟合出转子系统固有频率与励磁电流的关系,找出电磁铁结构的线性工作区;当通入符合正态分布的随机电流时,求得转子系统的固有频率,并对转子系统固有频率进行了统计分析获得其均值、方差和变异系数。实验结果表明:当给电磁铁通入符合正态分布的随机电流时,求得转子系统的固有频率也基本符合正态分布,实现了随机可控变刚度的目的。在此试验平台上,实验研究随机变刚度联轴器对转子系统动力响应的影响,结果表明:当波纹管联轴器的刚度增大时,转子系统动力学响应减小。
【关键词】：转子系统 随机变刚度联轴器 固有频率 动力学响应 试验装置
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 旋转机械中的随机现象9
• 1.2 旋转机械的随机参数动力学问题研究现状9-11
• 1.3 随机变刚度联轴器的研究11-13
• 1.4 研究目的及意义13-14
• 1.5 研究内容14-15
• 1.6 本章小结15-16
• 2 随机变刚度联轴器的基本理论研究16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 随机变刚度联轴器的结构及工作原理16-18
• 2.2.1 基本结构16-17
• 2.2.2 工作原理17-18
• 2.3 磁流变弹性体18-20
• 2.3.1 磁流变弹性体的磁致剪切模量18-20
• 2.3.2 磁流变弹性体的工作模式20
• 2.4 电磁铁结构的数学模型20-22
• 2.5 波纹管联轴器的刚度计算22
• 2.6 本章小结22-23
• 3 随机变刚度波纹管联轴器的研制23-33
• 3.1 引言23
• 3.2 磁流变弹性体的制备23-26
• 3.2.1 磁流变弹性体制备材料的选择23-24
• 3.2.2 磁流变弹性体的制备过程24-26
• 3.3 一种基于磁流变弹性体的变刚度波纹管联轴器设计和制备26-28
• 3.3.1 波纹管联轴器的结构设计26-27
• 3.3.2 基于磁流变弹性体波纹管联轴器的制备27-28
• 3.4 设计和制备电磁铁28-32
• 3.4.1 确定电磁铁芯材料28
• 3.4.2 电磁铁芯的结构设计28-29
• 3.4.3 确定电磁铁线圈通电方式29
• 3.4.4 确定电磁铁的电流参数和匝数29-30
• 3.4.5 电磁铁装置30-31
• 3.4.6 电磁线圈温升的校核计算31-32
• 3.5 总结32-33
• 4 随机变刚度联轴器对转子动力学性能影响实验平台的搭建33-43
• 4.1 引言33
• 4.2 实验装置总体方案设计33-34
• 4.3 实验装置所用基本仪器的选取34-36
• 4.3.1 传感器的选取34-35
• 4.3.2 直流电源的选取35
• 4.3.3 数据采集卡的选取35-36
• 4.4 随机电流源的设计36-38
• 4.4.1 随机电流源的设计方案36
• 4.4.2 随机电流源的程序设计36-38
• 4.5 数据采集系统的设计38-41
• 4.5.1 数据采集系统的设计方案38-39
• 4.5.2 设计Labview数据采集模块39-40
• 4.5.3 数据分析与处理模块的实现40-41
• 4.5.4 文件存储模块的实现41
• 4.6 随机变刚度联轴器对转子系统动力学性能影响的实验平台41-42
• 4.7 小结42-43
• 5 随机变刚度联轴器对转子动力学性能影响的研究43-61
• 5.1 引言43
• 5.2 实验装置的基本构成43-46
• 5.2.1 转子试验台43-44
• 5.2.2 一种可控随机变刚度联轴器及其控制系统44-45
• 5.2.3 测量分析系统45-46
• 5.2.4 实验装置46
• 5.3 随机变刚度联轴器对转子系统固有频率的影响46-56
• 5.3.1 实验方法46-47
• 5.3.2 实验过程47-48
• 5.3.3 实验结果及分析48-56
• 5.4 随机变刚度联轴器对转子系统动力响应的影响56-60
• 5.4.1 实验方法及实验过程56
• 5.4.2 实验结果56-60
• 5.5 小结60-61
• 6 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 附录68-74
• 个人简历74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘保国;程敏;徐明欣;;支撑随机刚度参数模拟试验装置的设计[J];航空动力学报;2010年09期

  本文关键词：随机变刚度联轴器及其对转子系统动力学性能影响的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：391343