转子—联轴器—轴承—隔振器系统耦合动力学特性研究

发布时间：2021-05-09 10:29

　　提高海军舰船的声隐身性能,对增强自身作战威力与生存能力具有重要的意义。动力装置是舰船的主要噪声源,隔振器广泛用于阻止动力装置的振动向浮筏基础或船体传递,很大程度地降低了船体的辐射噪声,提高了舰船的安静性和隐蔽性;但另一方面,隔振器又显著增大了转子的支撑柔性,引起较大的联轴器动态不对中,从而导致转子系统出现复杂的倍频、高频振动,降低了舰船动力装置的稳定性和可靠性。因此,联轴器和隔振器动态耦合效应对舰船动力装置的动力学特性有很大影响。本文针对大型旋转机械舰船动力装置中的转子-联轴器-轴承-隔振器系统,分别对其耦合部件和系统整体的动力学特性开展理论与试验研究工作,旨在为大型旋转机械联轴器的匹配设计提供切实有效的理论方法和有价值的参考依据。（1）考虑转子系统静、动态不对中和工况变化,根据经典的齿轮轮齿变形理论,推导了齿式/花键联轴器动态啮合力模型,通过仿真获得了联轴器啮合力随其结构参数和系统参数变化的规律,并通过线性化的啮合刚度,验证了所提出模型的正确性。为联轴器的优化设计和转子-联轴器-轴承系统动力学特性研究提供了模型基础。（2）基于静态压缩试验、广义胡克定律和应变能密度,推导了反映橡胶超弹... 

【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】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究的目的意义
    1.2 转子-联轴器-轴承系统研究现状及分析
        1.2.1 联轴器不对中动力学模型
        1.2.2 转子-联轴器-轴承系统不对中动力学特性
        1.2.3 转子-联轴器-轴承系统不对中稳定性
    1.3 转子-轴承系统稳定性研究现状及分析
    1.4 转子-轴承-隔振器系统动力学特性研究现状及分析
        1.4.1 橡胶隔振器动力学模型
        1.4.2 转子-轴承-隔振器系统动力学特性
    1.5 转子-联轴器-轴承-隔振器系统研究现状总结
    1.6 本文的研究思路和内容安排
第2章 联轴器动力学模型研究
    2.1 引言
    2.2 齿式联轴器动力学模型
        2.2.1 轮齿变形分析
        2.2.2 联轴器不对中啮合距离推导
        2.2.3 齿式联轴器动态啮合力模型推导
    2.3 花键联轴器动力学模型
        2.3.1 单键变形分析
        2.3.2 花键联轴器动态啮合力模型推导
    2.4 联轴器动态啮合力仿真
        2.4.1 齿式联轴器动态啮合力仿真
        2.4.2 花键联轴器动态啮合力仿真
    2.5 其他联轴器动力学模型分析
    2.6 本章小结
第3章 橡胶隔振器动态刚度模型研究
    3.1 引言
    3.2 橡胶隔振器静态刚度模型研究
        3.2.1 橡胶隔振器静态压缩试验
        3.2.2 基于广义胡克定律和应变能密度的橡胶隔振器刚度模型
    3.3 橡胶隔振器动态刚度模型研究
    3.4 橡胶隔振器动力学特性仿真与试验
    3.5 本章小结
第4章 转子-联轴器-轴承系统动力学特性研究
    4.1 引言
    4.2 转子-联轴器-轴承系统动力学方程
        4.2.1 滑动轴承非线性动力学模型分析
        4.2.2 转子-联轴器-轴承系统动力学建模
        4.2.3 多自由度转子系统动力学特性数值方法分析
        4.2.4 转子-联轴器-轴承系统结构参数
    4.3 联轴器类型对转子-轴承系统稳定性影响
        4.3.1 动力稳定性判别准则
        4.3.2 转子-刚性联轴器-轴承系统稳定性
        4.3.3 转子-齿式联轴器-轴承系统稳定性
        4.3.4 转子-柔性联轴器-轴承系统稳定性
    4.4 联轴器模化方式对转子-轴承系统稳定性影响
    4.5 转子-齿式联轴器-轴承系统不对中动力学特性研究
        4.5.1 静态不对中动力学特性
        4.5.2 动态不对中动力学特性
        4.5.3 转子-齿式联轴器-轴承系统不对中稳定性研究
    4.6 本章小结
第5章 转子-联轴器-轴承-隔振器系统耦合动力学特性研究
    5.1 引言
    5.2 转子-联轴器-轴承-隔振器系统耦合动力学方程推导
        5.2.1 转子动力学方程
        5.2.2 平板和基础动力学方程
        5.2.3 隔振器动力学方程
        5.2.4 转子-联轴器-轴承-隔振器系统动力学方程
    5.3 橡胶隔振器隔振效果分析
        5.3.1 转子-联轴器-轴承（基础）系统动力学特性
        5.3.2 转子-联轴器-轴承-隔振器系统动力学特性
    5.4 大型旋转机械动态不对中计算方法研究
    5.5 大型旋转机械联轴器匹配设计方案研究
    5.6 本章小结
第6章 转子-联轴器-轴承-隔振器系统试验研究
    6.1 引言
    6.2 实验台建立
        6.2.1 转子-联轴器-轴承系统实验台
        6.2.2 转子-联轴器-轴承-隔振器系统实验台
    6.3 转子-联轴器-轴承系统动力学特性试验研究
        6.3.1 联轴器类型对转子-轴承系统稳定性影响
        6.3.2 齿式联轴器不对中动力学特性试验
        6.3.3 齿式联轴器不对中稳定性试验
    6.4 转子-联轴器-轴承-隔振器系统动力学特性试验
        6.4.1 橡胶隔振器隔振效果试验
        6.4.2 转子-联轴器-轴承-隔振器系统稳定性试验
    6.5 转子-联轴器-轴承-隔振器系统故障耦合机理分析
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]转子系统联轴器不对中研究综述[J]. 刘占生,赵广,龙鑫.  汽轮机技术. 2007(05)
[2]基于超弹性、分数导数和摩擦模型的碳黑填充橡胶隔振器动态建模[J]. 潘孝勇,上官文斌,柴国钟,徐驰.  振动与冲击. 2007(10)
[3]隔振橡胶本构建模研究[J]. 王锐,李世其,宋少云.  振动与冲击. 2007(01)
[4]舰船发电机抗冲击性能分析[J]. 黄国强,陆秋海.  清华大学学报(自然科学版). 2006(11)
[5]鼓形齿联轴器啮合分析(英文)[J]. 易传云.  Journal of Shanghai University. 2005(06)
[6]平行不对中转子系统的非线性动力学行为[J]. 李明.  机械强度. 2005(05)
[7]不对中故障的分析与诊断技巧[J]. 王殿武,张敬伟.  设备管理与维修. 2005(10)
[8]发电机组转子不对中故障的诊断[J]. 刘玉敬,王殿武.  中国设备工程. 2005(03)
[9]大型离心压缩机组联轴器对中问题的探讨[J]. 宋林涛.  风机技术. 2005(01)
[10]不对中对膜片联轴器耦合转子轴承系统固有特性的影响[J]. 高洪涛,李明.  化工机械. 2005(01)

硕士论文
[1]汽轮机转子—轴承系统非线性动力学研究[D]. 张野.哈尔滨工业大学 2007
[2]齿式联轴器不对中动力学特性研究[D]. 龙鑫.哈尔滨工业大学 2006
[3]考虑基于制造误差的大变位齿轮传动动力学建模研究[D]. 宋红光.中南大学 2004



本文编号：3177146