刚性转子在气流力和油膜力作用下的非线性动力学特性
发布时间：2021-01-05 00:08
大型旋转机械是现代工业社会中的关键设备之一,而其中存在的诸多非线性激励因素是大型旋转机械中的关键因素。事实表明,旋转机械重大事故多半是由于亚谐（低频）振动失稳引起的,因此对非线性激励因素作用下转子系统的亚谐振动失稳机理分析是转子动力学研究中的重要课题之一。气流激振是汽轮机转子稳定性研究的重要问题,特别是对超临界和超超临界汽轮机转子,这一问题更为突出。目前,对这一问题的研究多限于气流力模型本身,而对非线性气流激振机理的研究相对较少,特别是同时考虑气流激振和油膜失稳的研究基本尚未开展。本文应用非线性动力学理论和方法,以短轴承支撑的刚性Jeffcott转子系统作为研究对象,研究了在这两种非线性力作用下转子的稳定性。论文工作包括以下几部分:1.对油膜失稳和气流激振的研究现状进行综述;2.建立了不平衡刚性Jeffcott转子在非线性油膜力和非线性气流力作用下的无量纲运动微分方程;3.用多尺度法推导出系统的平均方程,然后对其在临界点处的1/2亚谐分岔性态进行研究。研究发现,当气流相对进气速度V增大时,转子系统的临界失稳转速提前;无量纲质量调谐参数μ1增大时,自由振动的振幅随之增大,而其临界失稳转速...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
V＝0时自由振动项振动的幅值平方随ρ变化的分岔图
32(f) ρ=0.2，μ2＝0 (g) ρ=0.35，μ2＝0图 3-7 V＝30m/s 时解的分布域图 3-8 为 V=30m/s 时，以 ρ 为分岔参数的 a2的分岔图(图中实线为稳定解，虚线为不稳定的解)。与 V=0(图 3-2)和 V=15m/s(图 3-5)时的情况相比较亚谐振动解的不同点：由于气流力的作用，在 μ1取值较大的情况下，当 μ2在一定范围取值时,随着亚谐μ1μ1
404.3.1 V=0时的结果分析图4-1为ρ＝0.1时圆盘中心水平方向的振动位移随无量纲转速 变化的分岔图。其第一次倍周期分岔值为 =2.4427。图4-2为对应不同相应转速下的相图和Poincare映射图，图4-3为系统失稳后无量纲转速为 ＝2.48时圆盘中心的时间历程、轴心轨迹及频谱图。由这些特征曲线可以看出：油膜失稳后，转子在油膜力的单独作用下，随着转速的增加，在一定范围内，发生并且只发生倍周期分岔，而且振幅也随之增加；圆盘中心的振动是工频和1/2工频的合成。图 4-1 ρ＝0.1,V=0 时圆盘中心水平方向振动的分岔图(a) = 2.3(周期1) (b) = 2.47(周期2)图4-2 ρ＝0.1,V=0时圆盘中心运动的相图和 Poincaré 映?
本文编号：2957619
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
V＝0时自由振动项振动的幅值平方随ρ变化的分岔图
32(f) ρ=0.2，μ2＝0 (g) ρ=0.35，μ2＝0图 3-7 V＝30m/s 时解的分布域图 3-8 为 V=30m/s 时，以 ρ 为分岔参数的 a2的分岔图(图中实线为稳定解，虚线为不稳定的解)。与 V=0(图 3-2)和 V=15m/s(图 3-5)时的情况相比较亚谐振动解的不同点：由于气流力的作用，在 μ1取值较大的情况下，当 μ2在一定范围取值时,随着亚谐μ1μ1
404.3.1 V=0时的结果分析图4-1为ρ＝0.1时圆盘中心水平方向的振动位移随无量纲转速 变化的分岔图。其第一次倍周期分岔值为 =2.4427。图4-2为对应不同相应转速下的相图和Poincare映射图，图4-3为系统失稳后无量纲转速为 ＝2.48时圆盘中心的时间历程、轴心轨迹及频谱图。由这些特征曲线可以看出：油膜失稳后，转子在油膜力的单独作用下，随着转速的增加，在一定范围内，发生并且只发生倍周期分岔，而且振幅也随之增加；圆盘中心的振动是工频和1/2工频的合成。图 4-1 ρ＝0.1,V=0 时圆盘中心水平方向振动的分岔图(a) = 2.3(周期1) (b) = 2.47(周期2)图4-2 ρ＝0.1,V=0时圆盘中心运动的相图和 Poincaré 映?
本文编号：2957619
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