汽流激振下转子—轴承系统的稳定性
发布时间：2021-03-20 12:52
作为一种基础工业设施,大型旋转机械已经成为国家工业的关键设备之一。旋转机械向着高速化、高效化的方向发展,因此,对于旋转机械的动力特性、可靠性及稳定性,人们也提出了更高的要求,这些现实要求促进了转子动力学的发展。随着现代非线性动力学理论的发展,非线性动力学理论与转子动力学越来越紧密的结合在一起,这使得转子动力学的研究也呈现出了一个新的面貌。目前转子动力学的国内外研究热门是:通过研究旋转机械动、静部件之间的微小间隙约束对轴系的非线性激励的影响,来深入分析研究大型旋转机械的非线性动力学行为。在对转子系统的研究中,人们关注更多的是对系统中多种自激振动源（不对称轴承刚度、迷宫密封中的非轴对称间隙等）的分析、识别和研究,但对于涡轮机和压缩机中由于非轴对称间隙而导致的转子动态力,人们却很少关注。本文首先建立了一个两端简支的Jeffcott转子模型（短直叶片转子）,圆盘偏心时受到不均匀间隙汽流激振力的作用。基于流体动力学,通过对叶片流道内的流体模型应用动量定理,得到此汽流激振力模型,并采用四阶龙格库塔法,得出了单盘弹性转子系统的周期响应规律,然后根据系统的相轨迹及Poincare映射图,分析了系统在特...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽轮机叶片简图
叶片简图如图 2-1，进出口速度图如图 2-2。在汽dm = Q ρ dt上应用微分形式动量定理得'2 1d F dt d Q ρdt v v→→ → = 该微元作用于动叶片上的力1 2d F d Q ρv v→ → → = 汽体流量；2v→、1v→为汽流出口速度和进口速度； ρ 为汽流密度； F 为'F 的反作用力；1β 为汽流进图 2-2 叶片进出口速度图
0，根据均匀汽流场假设，由图2-3可知，当汽缸与动叶片存在间隙δ 时，有以下关系( ) ( )22 2 20 T B T Bρ R R ρ R δR = + (2-7)式中，RT为叶片端部半径；RB为叶片根部半径。于是汽流密度( )2 2 20 2 02 2 22212T B TT B TT BR R RR R RR Rδ δρ ρ ρδ δδ + = = + + 02 2212TT B TRR R Rδρδ = + （略去δ 的高阶小量） (2-8)由图2-3的几何关系可得δ = δ ecosθ(2-9)式中,δ 为叶间平均间隙；e为轴心扰动位移，即偏心距。将（2-6）、（2-7）、（2-8）、（2-9）代入（2-5）可得：( )( )( )21 1 0 1 22 22 cossin cos cos 12 cosTtT B TR edF v rdrdR R R eδ θβ ρ β ψ β θδ θ = + + (2-10)
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑边界层效应的汽轮机非线性间隙气流激振力分析[J]. 刚宪约,孙一,柴山,曲庆文,姚福生. 汽轮机技术. 2002(01)
[2]非均匀气流场中的汽轮机短叶片间隙气流激振力分析[J]. 张耀明,柴山,马浩,曲庆文,赵又群,姚福生. 机械科学与技术. 2001(03)
[3]汽轮机扭叶片级间隙气流激振力分析[J]. 柴山,张耀明,曲庆文,赵又群,姚福生. 中国电机工程学报. 2001(05)
[4]汽轮机间隙气流激振力分析[J]. 柴山,张耀明,曲庆文,赵又群,姚福生. 中国工程科学. 2001(04)
[5]转子—非圆轴承系统非线性动力学行为的研究[J]. 焦映厚,陈照波,夏松波,陈明,黄文虎,张直明. 航空动力学报. 2000(04)
[6]一种非稳态油膜力模型下刚性转子的分岔和混沌特性[J]. 徐小峰,张文. 振动工程学报. 2000(02)
[7]大型旋转机械气流激振力研究综述[J]. 柴山,马浩,曲庆文,张耀明. 山东工程学院学报. 1998(04)
[8]高维局部非线性转子-轴承动力系统的稳定性和分岔[J]. 郑铁生. 航空学报. 1998(03)
[9]转子-轴承-基础非线性动力学研究[J]. 张宇,陈予恕,毕勤胜. 振动工程学报. 1998(01)
[10]非线性转子的低频振动失稳机理分析[J]. 陈予恕,丁千,孟泉. 应用力学学报. 1998(01)
博士论文
[1]转子—轴承系统非线性特性研究及油膜振荡的在线消除[D]. 刘淑莲.浙江大学 2004
[2]轴承—转子系统非线性动力学若干问题研究[D]. 孙保苍.南京航空航天大学 2002
本文编号：3091030
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽轮机叶片简图
叶片简图如图 2-1，进出口速度图如图 2-2。在汽dm = Q ρ dt上应用微分形式动量定理得'2 1d F dt d Q ρdt v v→→ → = 该微元作用于动叶片上的力1 2d F d Q ρv v→ → → = 汽体流量；2v→、1v→为汽流出口速度和进口速度； ρ 为汽流密度； F 为'F 的反作用力；1β 为汽流进图 2-2 叶片进出口速度图
0，根据均匀汽流场假设，由图2-3可知，当汽缸与动叶片存在间隙δ 时，有以下关系( ) ( )22 2 20 T B T Bρ R R ρ R δR = + (2-7)式中，RT为叶片端部半径；RB为叶片根部半径。于是汽流密度( )2 2 20 2 02 2 22212T B TT B TT BR R RR R RR Rδ δρ ρ ρδ δδ + = = + + 02 2212TT B TRR R Rδρδ = + （略去δ 的高阶小量） (2-8)由图2-3的几何关系可得δ = δ ecosθ(2-9)式中,δ 为叶间平均间隙；e为轴心扰动位移，即偏心距。将（2-6）、（2-7）、（2-8）、（2-9）代入（2-5）可得：( )( )( )21 1 0 1 22 22 cossin cos cos 12 cosTtT B TR edF v rdrdR R R eδ θβ ρ β ψ β θδ θ = + + (2-10)
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑边界层效应的汽轮机非线性间隙气流激振力分析[J]. 刚宪约,孙一,柴山,曲庆文,姚福生. 汽轮机技术. 2002(01)
[2]非均匀气流场中的汽轮机短叶片间隙气流激振力分析[J]. 张耀明,柴山,马浩,曲庆文,赵又群,姚福生. 机械科学与技术. 2001(03)
[3]汽轮机扭叶片级间隙气流激振力分析[J]. 柴山,张耀明,曲庆文,赵又群,姚福生. 中国电机工程学报. 2001(05)
[4]汽轮机间隙气流激振力分析[J]. 柴山,张耀明,曲庆文,赵又群,姚福生. 中国工程科学. 2001(04)
[5]转子—非圆轴承系统非线性动力学行为的研究[J]. 焦映厚,陈照波,夏松波,陈明,黄文虎,张直明. 航空动力学报. 2000(04)
[6]一种非稳态油膜力模型下刚性转子的分岔和混沌特性[J]. 徐小峰,张文. 振动工程学报. 2000(02)
[7]大型旋转机械气流激振力研究综述[J]. 柴山,马浩,曲庆文,张耀明. 山东工程学院学报. 1998(04)
[8]高维局部非线性转子-轴承动力系统的稳定性和分岔[J]. 郑铁生. 航空学报. 1998(03)
[9]转子-轴承-基础非线性动力学研究[J]. 张宇,陈予恕,毕勤胜. 振动工程学报. 1998(01)
[10]非线性转子的低频振动失稳机理分析[J]. 陈予恕,丁千,孟泉. 应用力学学报. 1998(01)
博士论文
[1]转子—轴承系统非线性特性研究及油膜振荡的在线消除[D]. 刘淑莲.浙江大学 2004
[2]轴承—转子系统非线性动力学若干问题研究[D]. 孙保苍.南京航空航天大学 2002
本文编号：3091030
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3091030.html
