实验研究随机支撑刚度参数对转子系统动力学响应的影响

发布时间：2019-09-13 01:53

【摘要】：支撑刚度参数是转子系统的重要动力学参数，对系统的动力学响应具有重要的影响。在实际的转子系统中，由于转轴与圆盘配合面的摩擦、转轴的材料内阻、设计尺寸、工作方式等问题，致使系统中的刚度模型往往具有随机特性。研究随机支撑刚度参数对转子系统动力学响应的影响已成为重要的研究课题，虽然研究人员已在这方面进行了大量的研究，但是他们的研究大多限于理论上的研究。本文在已知不平衡力的大小的情况下，基于已设计、加工的能够模拟随机支撑刚度参数的物理实验平台，利用实验手段研究随机支撑刚度参数对转子系统动力学响应的影响。论文主要进行了以下几个方面的工作： 1以转子-轴承系统为研究对象，测出了转子系统临界转速，结合经验值，确定了转子系统现场动平衡和后期响应实验的工作转速；根据现场动平衡的实验原理，运用动平衡仪SB-8002对转子-轴承系统做现场动平衡，使转子-轴承系统的残余不平衡量降到最低，并对平衡后的残余不平衡量进行了评价。 2以电磁支撑-转子-轴承系统为实验研究平台，利用稳恒直流源和功率放大器分别为电磁支撑通入相同的励磁电流，测量了电磁支撑在不通电和通电情况下的位移响应，利用动力学分析软件Rotors Dynamics分析了转子系统的不平衡响应，以位移响应的实验值和分析值的总误差保持在20%以内为原则，识别出了转子系统不平衡量和大小滑动轴承的支撑刚度参数。 3以已确定的电磁支撑刚度与随机电流的线性关系为基础，在转轴旋转情况下,测量了转子系统中电磁支撑通入100～180mA的电流时的位移响应，得出了电流与支撑刚度的关系、支撑刚度与位移响应的关系。 4以电磁支撑-转子-轴承系统为研究对象，，给电磁支撑通入均值为140mA、变异系数分别为0.1、0.15的符合正态分布的随机电流，测量了转子系统的位移响应，并获得位移响应的均值和方差，通过实验值、Monte Carlo模拟值及摄动分析值的对比，得到了随机支撑刚度参数的数字特性对转子系统位移响应数字特性的影响，并验证了理论研究的正确性。
【图文】：

原理图,支撑系统,电磁,原理图

要想实验研究随机支撑刚度参数对转子系统响应的影响，就应该有能够实随机变化的装置，该装置是本实验能否顺利进行的关键。在该课题前期研究度模拟实验装置的设计，加工已完成，并且验证了该模拟实验装置能够实现电流时支撑刚度的随机变化，这为实验研究随机支撑刚度参数对转子系统响可行性提供了依据。实验研究方案我们知道转子系统受到外部激励的作用，系统就会产生振动响应，要研对系统响应的影响，就应该先确定系统的不平衡力是多大以及转子系统中的大小。为此本章给出了该实验研究的研究方案：（1）对转子-轴承系统做现场动平衡，目的是为了消除转子系统本身因衡量引起的振动；（2）根据电磁支撑的工作原理，利用模拟量输出卡的数模转换功能和的电流放大作用，生成了满足实验要求的随机电流；

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轴、电机、传感器支架、大小滑动轴承等主要部件组成，其系统的实物图如图 3-1 所示，1 和 4 分别为大小滑动轴承、2 为电磁支撑、3 为配重盘、5 为调速电机。图3-1 电磁支撑-转子-轴承系统实物图123 45
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH113

【参考文献】