SFD-滑动轴承悬臂转子系统动力响应分析

发布时间：2017-06-28 13:25

  本文关键词：SFD-滑动轴承悬臂转子系统动力响应分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微型旋转机械具有结构复杂、精度高等特点,在运转时存在的异常振动常常引发灾难性的事故。使用减震器是削减异常振动的有效方法,而挤压油膜阻尼器是应用较为广泛的一种减震器,它具有结构紧凑,减震效果明显等优点,能有效的解决由于振动引起的结构失稳问题,确保设备平稳运行。但并不是任意一个挤压油膜阻尼器都能起到减振作用和提高系统的稳定性,针对不同的机械设备,需要合理的设计阻尼器参数以及调节该参数与系统参数之间的匹配程度,才能达到减振效果。为了填补挤压油膜阻尼器在悬臂转子-轴承系统应用中的空白,本文以SFD-滑动轴承悬臂转子系统为对象,综合应用理论分析和数值模拟方法对系统的动力响应和临界转速进行研究,并且通过合理配置参数使系统的动力学性能达到最佳状态,从而建立一套SFD-滑动轴承悬臂转子系统优化设计方案,以下为研究过程中得到的主要成果。(1)建立SFD-刚性转轴滑动轴承悬臂转子系统力学模型,给出了系统的运动微分方程组,利用数值方法求解方程组得到系统动力响应和临界转速。研究结果表明:系统依次经历单周期运动、准周期运动、混沌运动;系统的一阶临界转速为5250r/min。(2)建立SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统力学模型,从系统动力响应和临界转速两方面与刚性转轴系统相对比。研究结果表明:柔性转轴系统依次经历单周期运动、准周期运动、混沌运动、二倍周期运动、准周期运动、混沌运动,要比刚性转轴系统运动状态复杂得多。柔性转轴系统第一个共振区域出现在转速为4890r/min,第二个共振区域出现在转速为7735r/min。(3)基于SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统,分析系统参数对固有频率和振幅的影响,得到系统参数灵敏度。研究结果表明:轴承半径间隙、轴承半径、阻尼器半径间隙和转轴刚度系数的灵敏度值比较高,对临界转速和振幅影响较大。在优化设计中,这四个参数选取是必不可少的。(4)在灵敏度分析的基础上,采用遗传算法对SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统进行优化设计,优化目标是在恒定转速下使得系统的振幅最小。在恒定转速为5730r/min(角速度为600rad/s)时,通过优化,振动幅值从原来的4.059e-06m降至3.174e-06m,减小了21.8%。一阶临界转速从4890r/min降至4775r/min;二阶临界转速7735 r/min降至7450 r/min,工作转速远离了临界转速,通过分析,优化后的结果比较理想。
【关键词】：挤压油膜阻尼器 动力响应 临界转速 振幅
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133;TB535
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-25
• 1.1 研究背景和意义17-18
• 1.2 研究现状18-23
• 1.3 研究目标23
• 1.4 主要研究内容23-25
• 2 滑动轴承转子系统基本理论25-39
• 2.1 滑动轴承的动力特性25-26
• 2.2 油膜力的非线性表达式26-31
• 2.3 挤压油膜阻尼器简介31-33
• 2.4 非线性转子动力学的基本理论33-37
• 2.5 本章小结37-39
• 3 SFD-刚性转轴滑动轴承悬臂转子系统动力响应分析和临界转速确定39-57
• 3.1 挤压油膜阻尼器油膜力的计算39-43
• 3.2 SFD-刚性转轴滑动轴承悬臂转子系统力学模型建立43-46
• 3.3 SFD-刚性转轴滑动轴承悬臂转子系统动力响应研究46-54
• 3.4 SFD-刚性转轴滑动轴承悬臂转子系统临界转速分析54-55
• 3.5 本章小结55-57
• 4 SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统动力响应分析和临界转速确定57-73
• 4.1 SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统力学模型建立57-60
• 4.2 SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统动力响应研究60-69
• 4.3 SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统临界转速分析69
• 4.4 刚性转轴系统与柔性转轴系统比较分析69-71
• 4.5 本章小结71-73
• 5 参数对SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统的影响分析73-87
• 5.1 参数灵敏度介绍73-74
• 5.2 系统参数对临界转速的影响74-81
• 5.3 系统参数对振动幅值的影响81-85
• 5.4 本章小结85-87
• 6 SFD-柔性转轴滑动轴承悬臂转子系统优化设计87-93
• 6.1 遗传算法介绍87-89
• 6.2 基于恒定转速SFD-柔性转轴悬臂转子系统优化设计89-92
• 6.3 本章小结92-93
• 7 结论与展望93-95
• 7.1 结论93-94
• 7.2 展望94-95
• 参考文献95-99
• 附录199-100
• 附录2100-102
• 作者简历102-104
• 学位论文数据集104

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3 夏南,孟光;双盘转子-非同心SFD系统的非协调响应和分叉特性[J];西北工业大学学报;2000年02期

4 ;[J];;年期

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