涡轮增压器转子系统的动力学分析

发布时间：2017-10-07 05:13

  本文关键词：涡轮增压器转子系统的动力学分析

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【摘要】：目前涡轮增压器在动力机械上应用越来越广泛,涡轮增压器转子系统经常在高温、高速等恶劣环境下工作,当转子受到外部激振力、不平衡量作用时,会造成转子系统各部件发生共振破坏。因此对涡轮增压转子系统进行动力学分析是非常必要的。本文为精确分析涡轮增压器转子系统的动力学特性,对支撑转子高速旋转的浮环轴承的动力特性系数进行计算,应用有限差分法,通过MATLAB编程计算了浮环轴承内外层油膜压力,在此基础上对浮环轴承动力特性系数进行分析和计算,得到浮环轴承4个刚度系数和4个阻尼系数。对转子系统进行模态分析,计算出系统的固有频率,并在分析计算时考虑了离心力和陀螺效应对转子系统固有特性的影响,最后绘制Campbell图并求解转子系统的临界转速。对转子系统进行谐响应分析,得到转子发生共振时的频域曲线,并研究了不平衡力大小及位置对转子系统谐响应的影响。最后对转子系统进行瞬态动力学分析,研究了转子系统变速时的响应特性,并分析了升速速率、不平衡量大小对转子瞬态响应的影响,在此基础上对轴承支反力进行了研究。上述对转子系统的分析,可以为设计人员提供理论参考。
【关键词】：涡轮增压器 有限元 浮环轴承 临界转速 不平衡响应
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK05
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 选题的目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 涡轮增压器浮环轴承特性的研究现状11-12
• 1.2.2 涡轮增压器转子系统动态特性的研究现状12-14
• 1.2.3 转子系统不平衡响应的研究现状14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 涡轮增压器浮环轴承动力特性的研究17-30
• 2.1 涡轮增压器浮环轴承结构特点17-18
• 2.2 浮环轴承油膜压力的计算18-24
• 2.2.1 浮环轴承Reynolds方程的建立18-20
• 2.2.2 浮环轴承内外层油膜压力的计算20-24
• 2.3 浮环轴承动力特性系数的研究24-29
• 2.3.1 油膜动力特性系数概述24-26
• 2.3.2 浮环轴承油膜动力特性系数的计算26-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 涡轮增压器转子系统动态特性的计算30-44
• 3.1 模态分析30-38
• 3.1.1 基本理论30-31
• 3.1.2 涡轮增压器转子系统有限元模型的建立31-33
• 3.1.3 涡轮增压器转子系统的固有特性计算33-38
• 3.2 临界转速的计算38-43
• 3.2.1 单圆盘转子系统临界转速的研究38-41
• 3.2.2 涡轮增压器转子系统的临界转速41-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第4章 涡轮增压器转子系统谐响应分析44-58
• 4.1 基本理论44-45
• 4.2 转子系统动力学模型的简化45-48
• 4.3 涡轮增压器转子系统谐响应分析48-57
• 4.3.1 转子系统谐响应分析的一般性研究48-52
• 4.3.2 不平衡力大小对转子系统谐响应的影响52-54
• 4.3.3 不平衡力位置对转子系统谐响应的影响54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 涡轮增压器转子系统瞬态动力学分析58-70
• 5.1 基本理论58-59
• 5.1.1 瞬态动力学求解方法58-59
• 5.1.2 积分时间步长的选取59
• 5.2 涡轮增压器转子系统瞬态动力学分析59-69
• 5.2.1 转子系统瞬态动力学分析的一般性研究59-62
• 5.2.2 升速速率对转子系统瞬态动力学分析的影响62-65
• 5.2.3 不平衡量的大小对转子系统瞬态动力学分析的影响65-67
• 5.2.4 轴承支反力的研究67-69
• 5.3 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果77-78
• 致谢78-79

【参考文献】

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本文编号：987091