双转子系统非线性动力学响应分析

发布时间：2017-10-12 13:13

  本文关键词：双转子系统非线性动力学响应分析

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【摘要】：双转子航空发动机因相对其他类型的发动机具有一定的优势已得到广泛的应用,然而它所带来的问题也愈发突出,故充分研究分析双转子航空发动机的动力学特性很有意义。本文研究了一考虑中介轴承的双转子系统,主要包含以下内容:⑴采用转子动力学理论和拉格朗日方程建立了滚动轴承作为中介支承的双转子-中介轴承模型并得到系统的运动方程,求解分析得知系统存在滞后现象,并分析了转速比、中介轴承径向间隙、阻尼比、滚动体数目、不平衡量和转向对滞后特性的影响。结果表明:转速比绝对值的增大使跳跃幅度逐渐增大但滞后区大小只有微弱的减小,滞后区向左移动并且临界转速减小;径向间隙的增大使系统的滞后区逐渐增大但跳跃幅度几乎不变;阻尼比的增大使系统的滞后区和跳跃幅度逐渐减小,滞后区向左移动并且临界转速减小;滚动体数增大时,系统的滞后区和跳跃幅度大幅度减小,滞后区向左移动,临界转速减小;不平衡量增大时,系统的滞后区向右移动,临界转速增大,大小几乎不变但跳跃幅度增大;转向对滞后特性影响较小。⑵用不同于之前的位移函数建立了双转子-中介轴承模型并得到了系统的运动方程,求解并分析了转速、转速比、阻尼和不平衡量对系统非线性响应的影响。结果表明:不同转速时高、低压转子的运动形态基本一致;系统在以高压转子为主激励的临界转速和以低压转子为主激励的临界转速附近均做周期运动;适当增大转速比和阻尼、减小不平衡量将有利于削弱转子系统的非线性振动,使其做平稳的周期运动。⑶采用转子动力学理论和拉格朗日方程建立了考虑中介轴承波纹度的双转子模型并推导得到系统的运动方程,求解并分析了随转速增加、波纹度最大幅值增大、波纹度波数增加和波纹度初始幅值增大时系统的非线性响应。结果表明:波纹度对高、低压转子产生的影响基本一致;随着转速的增加,高、低压转子的运动表现为周期运动与非周期运动的交替变化,并且波纹度的影响主要集中在中低速时;减小波纹度最大幅值会有利于系统的稳定运动;当波数为滚动体数的整数倍时,系统可能做复杂的非周期运动;较大一些的波纹度初始幅值会有利于减小波纹度对转子系统振动幅值的影响。
【关键词】：双转子 中介轴承 滞后 非线性振动 波纹度
【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】：2015
【分类号】：V231
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状和分析10-14
• 1.2.1 双转子系统临界转速的研究10
• 1.2.2 不平衡激励下的响应研究10-11
• 1.2.3 动静件碰摩研究11-12
• 1.2.4 双转子系统耦合动力学研究12-13
• 1.2.5 双转子实验研究13-14
• 1.2.6 滚动轴承的研究14
• 1.3 研究的主要内容14-16
• 第2章 双转子-中介轴承系统滞后特性分析16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 双转子-中介轴承系统建模16-21
• 2.2.1 位移表达式17
• 2.2.2 转子的动能17-18
• 2.2.3 转子的应变能18
• 2.2.4 位移函数18-19
• 2.2.5 滚动轴承模型19-20
• 2.2.6 运动微分方程的建立20-21
• 2.2.7 无量纲方程及系统参数21
• 2.3 数值计算与分析21-27
• 2.3.1 滞后特性21-23
• 2.3.2 转速比对滞后特性的影响23
• 2.3.3 中介轴承径向间隙对滞后特性的影响23-24
• 2.3.4 阻尼比对滞后特性的影响24-25
• 2.3.5 滚动体数目对滞后特性的影响25-26
• 2.3.6 不平衡量对滞后特性的影响26
• 2.3.7 转向对滞后特性的影响26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 双转子-中介轴承系统非线性响应分析28-48
• 3.1 引言28
• 3.2 系统模型及运动方程28-30
• 3.3 双转子系统的非线性响应30-37
• 3.4 工程参数对系统非线性响应的影响37-46
• 3.4.1 转速比的影响37-40
• 3.4.2 阻尼的影响40-43
• 3.4.3 转子不平衡量的影响43-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第4章 考虑中介轴承波纹度的双转子系统非线性振动分析48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 考虑中介轴承波纹度的双转子系统建模48-50
• 4.2.1 轴承内、外滚道表面波纹度模型48-50
• 4.2.2 非线性轴承力50
• 4.2.3 系统的运动方程50
• 4.3 系统的非线性振动分析50-59
• 4.3.1 考虑中介轴承波纹度的系统模型求解与分析50-53
• 4.3.2 波纹度最大幅值的影响53-55
• 4.3.3 波数对转子系统振动的影响55-57
• 4.3.4 初始幅值对转子系统振动的影响57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况66-68
• 致谢68

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 汪久根;王庆九;薛峥;章维明;朱聘和;洪玉芳;;表面波纹度对轴承振动的影响[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年

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本文编号：1018897