带有不对中故障的双跨三支点转子系统的振动特性分析与实验

发布时间：2017-12-26 20:42

本文关键词：带有不对中故障的双跨三支点转子系统的振动特性分析与实验　出处：《东北大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：旋转机械如航空发动机、汽轮机、压缩机、风机、水泵等作为工业部门中应用最为广泛的一类机械设备,在现代工业生产领域中发挥着重要作用。转子系统作为旋转机械的核心部件,在发生故障时,会出现复杂的振动现象,影响设备正常运行,有时甚至会发生严重事故。在转子系统的振动故障中,大约有60%的故障与不对中有关。在工程实际中,引起不对中故障的原因有很多。转子系统出现不对中后,在其运行过程中将产生一系列不利于设备运行的动态效应,引起设备的振动、联轴器的偏转、轴承的磨损、油膜失稳和轴的挠曲变形等,对系统的稳定运行危害极大。因此,对转子系统的不对中故障机理和振动特征进行研究,对于快速有效地识别该类故障具有重要的现实意义。本文运用转子动力学的有限元理论,用数值分析和实验方法研究了弹性联接双跨三支点转子系统存在不对中故障的振动特性。具体内容如下： (1)介绍转子系统有限元动力学建模的基本理论,以及基于有限元法进行转子系统模态分析的相关理论； (2)参考双跨三支点转子实验台,建立双跨三支点转子系统的力学模型。分别通过MATLAB和有限元软件ANSYS计算其固有频率及相应的振型,同时计算了考虑陀螺效应的系统临界转速,并对其特点进行对比分析； (3)建立考虑不平衡故障的系统动力学方程,给出不平衡激励力的表达式,在不同转速下,对圆盘处具有偏心质量的双跨三支点转子系统的振动响应进行仿真计算,得到系统各测点的弯曲振动响应； (4)建立具有不平衡质量的转子系统的不对中故障的动力学方程,推导了不对中激励力的表达式,计算了相同不平衡质量条件下,不对中量对系统弯曲振动响应的影响,及不对中量的变化对其振动响应的影响规律。 (5)建立双跨三支点转子系统不对中故障实验台,通过实验验证不对中对系统弯曲振动响应的影响规律。
[Abstract]:Rotating machinery, such as aero engine, steam turbine, compressor, blower, water pump and so on, is the most widely used mechanical equipment in the industrial sector. It plays an important role in modern industrial production. Rotor system is the core part of rotating machinery. When it fails, there will be complex vibration phenomena, which will affect the normal operation of equipment and sometimes even serious accidents. In the vibration fault of the rotor system, about 60% of the failures are related to the misalignment. In the engineering practice, there are many reasons for the failure. If the rotor system appears misalignment, a series of dynamic effects will be generated during its operation. It will cause vibration problems such as the vibration of the equipment, the deflection of the coupling, the wear of the bearing, the instability of the oil film and the deflection of the shaft, etc., which will do great harm to the stable operation of the system. Therefore, the study of the fault mechanism and vibration characteristics of the rotor system is of great practical significance for the fast and effective identification of this kind of fault.
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH165.3

【参考文献】