船用燃气轮机双转子系统振动监测与状态评估方法研究

发布时间：2017-04-10 11:18

  本文关键词：船用燃气轮机双转子系统振动监测与状态评估方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：燃气轮机是一种结构复杂的涡轮旋转机械，广泛应用于航空、工业、舰船等领域，对其进行有效的健康状态评估，能够大大减少事故的发生，为日常的发动机维护工作提供可靠的依据。本文针对船用三轴燃气轮机GT25000，从振动方面对其状态评估方法主要进行以下研究。 发动机整机振动针对不同的故障，其表现出的振动特征也不同。针对不同故障反映出的不同振动信号特征进行分析，并比较选取状态评估参数，为之后进行燃气轮机各部件的振动状态评估奠定基础。由于燃气轮机是柔性基础支撑，，其振动信号经由机匣传给振动传感器，得到的是复杂的混叠振动信号，需对其进行一定的预处理，应用基于独立分量分析的盲源分离方法将不同振源的信号进行分离，有助于高、低压转子系统各自的状态评估。并应用FFT分析方法，提取高、低压转子倍频特征分量，比较两种方法优缺点。分析振动标准阈值的设定方法，采用由统计法得到的相对标准结合ISO及设备固有的绝对标准，得到适合研究对象的振动标准。 对基于振动信号的状态评估方法展开研究。分析比较常见状态评估方法，运用模糊综合评判方法进行模糊评判，得出高、低压转子系统及动力涡轮的振动状态评估结果。建立模糊隶属函数，得到区间隶属度，并分析了模糊评判中权值设定的问题。研究了整机振动状态评估方法，并针对三轴燃机的特点建立了相应的评估模型，利用仿真数据验证了评估方法的有效性。
【关键词】：燃气轮机 双转子系统 振动监测 状态评估 振动标准 模糊隶属度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U664.131
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 燃气轮机及其工作原理简介8-12
• 1.2.1 燃气轮机简介8-11
• 1.2.2 燃气轮机工作原理11-12
• 1.3 燃气轮机振动监测与状态评估技术概述12-14
• 1.3.1 燃气轮机振动状态监测的意义12-13
• 1.3.2 燃气轮机振动状态监测技术研究现状13-14
• 1.3.3 燃气轮机振动状态监测技术发展趋势14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第2章 燃气轮机故障机理分析16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 压气机故障16-17
• 2.3 涡轮故障17
• 2.4 轴承故障17-18
• 2.5 转子系统故障18-24
• 2.5.1 不平衡故障19-20
• 2.5.2 不对中故障20-21
• 2.5.3 转子碰摩故障21-22
• 2.5.4 转子热弯曲故障22-23
• 2.5.5 机械松动故障23
• 2.5.6 油膜涡动与振荡故障23-24
• 2.5.7 其他故障24
• 2.6 振动状态评估参数的选取24-26
• 2.6.1 时域评估参数24-26
• 2.6.2 频域评估参数26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 振动特征提取方法及评估标准建立27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 快速傅里叶变换27-28
• 3.3 盲源分离法28-32
• 3.3.1 基本原理29
• 3.3.2 仿真分析29-32
• 3.3.3 两种方法的比较32
• 3.4 振动标准阈值设定32-37
• 3.4.1 标准分类32-34
• 3.4.2 相对标准建立方法34-36
• 3.4.3 本文振动标准设定36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 燃气轮机振动状态评估方法研究38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 状态评估方法38-39
• 4.2.1 模型法38
• 4.2.2 层次分析法38-39
• 4.2.3 模糊评判法39
• 4.2.4 人工神经网络法39
• 4.3 模糊综合评判法39-45
• 4.3.1 基本原理39-41
• 4.3.2 状态等级划分41
• 4.3.3 模糊隶属函数41-44
• 4.3.4 权重确定44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 燃气轮机振动状态评估模型46-65
• 5.1 引言46
• 5.2 燃机振动评估模型46-53
• 5.2.1 振动特征提取模块47-48
• 5.2.2 评估标准参数库模块48-50
• 5.2.3 部件振动状态评估模块50-52
• 5.2.4 燃气轮机整机振动状态评估模块52-53
• 5.3 双转子系统动力学模型53-60
• 5.3.1 双转子系统模型54-56
• 5.3.2 运动微分方程56-60
• 5.3.3 参数设置60
• 5.4 振动信号仿真验证60-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间发表的学术论文71-73
• 致谢73

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