超声减摩机理及转子系统摩擦抑制应用研究

发布时间：2017-05-04 03:08

  本文关键词：超声减摩机理及转子系统摩擦抑制应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代科学技术的不断进步以及为满足工业化进程的发展要求,人们对机械设备的精度等工作参数的要求也在不断提高,因此机械设备的摩擦问题就愈发明显。以旋转机械为例,为了提高效率,现代旋转机械转静子之间的间隙愈来愈小,从而可能在运行中出现转静子的接触和摩擦。接触面间的摩擦会导致接触面间产生磨损和发热,对转子系统将会造成很大的危害。超声振动引起的悬浮与减摩效应作为一种新颖的降低摩擦力的方法得到广泛关注。本文以弹性赫兹理论和摩擦学理论为依据,结合动力学分析法,分别对平面接触和圆柱面接触的超声减摩机制进行了理论分析,并将其减摩机理应用于发生摩擦热弯曲故障的转子系统中,对其抑制摩擦和振动的原理进行了研究,最后通过超声减摩实验定性地验证了该理论结果。本文的主要工作如下：首先,研究了平面接触的超声减摩机制,研究了接触正压力、表面粗糙度、超声振动的频率和幅值等系统参数对减摩效果的影响；然后,将平面接触的减摩机制拓展到圆柱面间的接触中,同样研究了各系统参数对圆柱面接触下减摩效果的影响,包括圆柱面的半径差；再次,以发生摩擦热弯曲故障的转子系统为分析对象,将超声减摩机制应用于抑制转子系统的振动和摩擦中,研究了转子系统由于摩擦生热的温度变化、热变形量以及振动响应与稳定性；最后,通过实验验证了超声振动的减摩效果,以及其在抑制转子系统的摩擦和振动中的应用。
【关键词】：超声减摩 转子系统 摩擦热弯曲 抑制振动与摩擦
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 本文研究的目的及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 旋转机械摩擦抑制的研究12
• 1.2.2 超声减摩机理研究现状12-14
• 1.2.3 超声减摩的应用研究进展14
• 1.3 本文的主要研究内容14-17
• 第二章 平面接触减摩机理分析17-33
• 2.1 摩擦学相关理论17-20
• 2.1.1 表面形貌参数17-18
• 2.1.2 表面形貌的统计参数18-19
• 2.1.3 摩擦系数与滑动速度的关系19-20
• 2.2 水平方向超声振动减摩机理20-23
• 2.2.1 理论分析20-23
• 2.2.2 数值模拟23
• 2.3 垂直方向超声波振动减摩机理23-32
• 2.3.1 粗糙表面的接触分析24-26
• 2.3.2 等效力求解26-28
• 2.3.3 各参数对减摩效果的影响28-29
• 2.3.4 接触表面间的动力学分析29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 柱面接触减摩机理分析33-49
• 3.1 圆柱面接触模型的建立33-38
• 3.2 等效力分析38-42
• 3.2.1 等效力求解38-40
• 3.2.2 各参数对减摩效果的影响40-42
• 3.3 接触表面间的动力学分析42-46
• 3.3.1 动力学模型42-45
• 3.3.2 各参数对平均摩擦系数的影响45-46
• 3.4 本章小结46-49
• 第四章 超声在转子系统摩擦抑制中的应用49-59
• 4.1 概述49
• 4.2 局部热弯曲转子系统建模49-51
• 4.2.1 转子碰摩力50
• 4.2.2 二维方法建模50-51
• 4.3 热弯曲转子系统动力学建模51-53
• 4.4 超声对摩擦热弯曲的影响分析53-57
• 4.4.1 超声振动对转子系统时域响应的影响53-54
• 4.4.2 超声对摩擦生热的影响54-55
• 4.4.3 超声对转子系统稳定性的影响55-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 超声减摩实验59-71
• 5.1 平面减摩实验59-62
• 5.1.1 实验目的59
• 5.1.2 实验设备59-60
• 5.1.3 实验步骤60
• 5.1.4 实验结果及结论60-62
• 5.2 超声在转子摩擦与振动抑制中的应用实验62-70
• 5.2.1 实验目的62
• 5.2.2 实验设备62-63
• 5.2.3 实验步骤63-64
• 5.2.4 实验结果及结论64-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 结论71
• 6.2 本文创新点71-72
• 6.3 展望72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-79
• 攻读学位期间发表的论文及成果79

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