叶轮的模态分析及其转子系统的临界转速计算

发布时间：2017-05-17 13:22

  本文关键词：叶轮的模态分析及其转子系统的临界转速计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以某型号涡轮增压器转子系统为研究载体，分别在叶轮的有限元建模、叶轮的实验模态分析以及其转子系统的临界转速计算等方面进行了研究。 依据涡轮增压器叶轮的结构特点，用壳单元来模拟叶轮叶片，用六面体单元离散化芯部基体，然后，用MPC法解决了两种不同单元联结时节点自由度匹配与节点不一一对应问题。 利用实验室的振动测试设备，，对叶轮进行了模态识别。依据实验原理，搭建了实验台，确定了叶轮的支撑方式以及激振点与响应点的布置位置。在采集信号的过程中，为了减少噪声干扰，分别对激励信号和响应信号加窗处理；为了减小随机误差，采用多次锤击再总体平均的办法。通过分量分析法，得到了叶轮的固有频率、模态阻尼比。 涡轮增压器转子系统在稳定运转时每分钟可以达到数万转，甚至更高，需要研究转子系统的动态特性，计算它的临界转速，以确保转子的工作转速能远离它的各阶临界转速，从而获得安全平稳的运行。在求解涡轮增压器转子系统临界转速过程中，针对不同旋转速度下仅考虑旋转预应力影响和同时考虑旋转预应力和陀螺效应影响的两种情况，对其进行了动态特性研究，计算出了不同条件下的转子的临界转速。
【关键词】：涡轮增压器 实验模态分析 临界转速
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国内外涡轮增压器转子系统的研究现状12-14
• 1.2.2 国内外实验模态分析的研究现状14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 涡轮增压器叶轮的有限元模态分析17-28
• 2.1 引言17-18
• 2.2 叶轮有限元模型的建立18-24
• 2.2.1 叶片的离散化18-19
• 2.2.2 芯部基体的离散化19-20
• 2.2.3 叶片与芯部基体有限元模型的联结20-24
• 2.3 有限元法模态分析24-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 涡轮增压器叶轮的实验模态分析28-47
• 3.1 引言28
• 3.2 模态参数识别的基本理论28-32
• 3.2.1 模态参数与机械阻抗的关系28-29
• 3.2.2 模态参数识别的分量分析法29-32
• 3.3 法兰盘的模态分析32-39
• 3.3.1 法兰盘的特征信息32-33
• 3.3.2 法兰盘的实验模态分析33-39
• 3.3.2.1 模态测试方案33-35
• 3.3.2.2 测试中相关参数的设定35-36
• 3.3.2.3 测试结果36-38
• 3.3.2.4 模态参数的确定38-39
• 3.4 叶轮的实验模态分析39-46
• 3.4.1 模态测试实验台39-40
• 3.4.2 单点激励两点测量40-42
• 3.4.3 对叶轮边缘的单点激励单点测量42-44
• 3.4.4 单点激励单点测量的模态参数计算44-45
• 3.4.5 叶轮模态测试与有限元计算结果对比45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 涡轮增压器转子模型的动态特性研究47-64
• 4.1 前言47
• 4.2 盘轴转子系统的动态特性47-57
• 4.2.1 陀螺力矩的产生及其影响47-48
• 4.2.2 盘轴系统的运动形式48-52
• 4.2.2.1 圆盘的速度表达式48-50
• 4.2.2.2 盘轴转子系统的运动微分方程50-52
• 4.2.3 盘轴转子系统的临界转速算例52-57
• 4.2.3.1 解析法求转子系统临界转速52-55
• 4.2.3.2 有限元法求转子系统临界转速55-57
• 4.3 涡轮增压器转子系统动态特性分析57-63
• 4.3.1 转子系统有限元模型57-58
• 4.3.2 转子系统的模态分析58-61
• 4.3.3 转子系统的临界转速61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果69-70
• 致谢70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 邹进和;振动系统的模态分析实验设计[J];物理实验;2004年11期

2 马玉星,李惠彬,王一棣,蔡军;涡轮增压器叶片振动分析[J];振动、测试与诊断;2005年02期

3 孙红岩;张小龙;;基于ANSYS软件的转子系统临界转速及模态分析[J];机械制造与自动化;2008年04期

  本文关键词：叶轮的模态分析及其转子系统的临界转速计算，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：373565