复杂转子系统耦合单元随机参数动力学模型研究

发布时间：2017-07-03 00:10

  本文关键词：复杂转子系统耦合单元随机参数动力学模型研究

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【摘要】：在实际工程中，复杂转子系统耦合单元的参数往往具有不确定性，如设计公差、制造和装配误差、磨损等因素导致零件的几何尺寸具有随机性；工作温度的影响使得弹性模量、泊松比等参数产生变异。传统的系统动力学研究往往忽略了参数的随机性，，因此存在局限性。为研究耦合单元的随机因素对复杂转子系统动力学性能的影响，本文重点研究复杂转子系统耦合单元的随机参数动力学模型。全文的主要工作如下： 1首先以滚动轴承的球轴承和圆柱滚子轴承为主要研究对象，分析了球轴承和圆柱滚子轴承的Hertz接触变形和弹流润滑作用下的油膜厚度，建立滚动轴承综合刚度和综合阻尼的确定性模型。分析模型中有可能存在的随机因素，建立了球轴承和圆柱滚子轴承刚度随机参数模型和球轴承阻尼的随机参数模型。 2通过分析滚动轴承中各零件间的位置关系和运动状态、建立了滚动轴承的质量-刚度-阻尼三自由度动力学模型，并建立了滚动轴承随机参数动力学微分方程。 3联轴器是复杂转子系统中常见的耦合单元，本文以膜片联轴器为例，分析了其轴向刚度、径向刚度及转角刚度的计算公式，对联轴器的轴向刚度、径向刚度及转角刚度中参数的随机性进行了分析，建立了其随机参数模型。 4通过matlab程序，用Monte Carlo数值模拟计算方法，分析了双转子-轴承系统的耦合单元的质量参数、刚度参数、阻尼系数为随机参数时，双转子系统模拟计算的特征值均值随变异系数的变化规律。
【关键词】：复杂转子 随机参数 耦合单元 动力学模型 滚动轴承 膜片联轴器
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH113
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 转子系统随机参数动力学模型问题的研究现状10-12
• 1.3 转子耦合单元动力学模型研究现状12-15
• 1.4 随机参数研究的分类15
• 1.5 本文研究的主要内容及安排15-16
• 1.6 本章小结16-17
• 2 滚动轴承刚度和阻尼随机参数模型17-37
• 2.1 前言17
• 2.2 滚动轴承动力学模型的基础理论17-23
• 2.2.1 Hertz 接触理论17-22
• 2.2.2 轴承滚道刚性假设理论22
• 2.2.3 滚动轴承套圈控制理论22
• 2.2.4 弹性流体润滑理论（EHL）22-23
• 2.3 球承综合刚度的计算及其随机参数模型23-27
• 2.3.1 球轴承综合刚度的计算23-26
• 2.3.2 球轴承综合刚度的随机参数模型26-27
• 2.4 圆柱滚子轴承综合刚度的随机参数模型27-30
• 2.4.1 圆柱滚子轴承综合刚度的计算27-29
• 2.4.2 圆柱滚子轴承综合刚度的随机参数模型29-30
• 2.5 滚动轴承阻尼的随机参数模型30-31
• 2.6 滚动轴承随机参数动力学微分方程31-36
• 2.6.1 滚动轴承的运动分析31-32
• 2.6.2 滚动轴承确定性系统微分方程32-34
• 2.6.3 滚动轴承随机参数系统微分方程34-36
• 2.7 本章小结36-37
• 3 膜片联轴器的动力学模型37-44
• 3.1 前言37
• 3.2 膜片联轴器的结构和受力分析37-41
• 3.2.1 膜片联轴器的结构37-38
• 3.2.2 联轴器膜片的受力分析38-41
• 3.3 膜片联轴器的随机参数动力学模型41-43
• 3.3.1 确定性动力学模型41-42
• 3.3.2 模型中存在的随机参数42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 耦合单元的随机参数对双转子-轴承系统特征值的影响44-58
• 4.1 双转子-轴承系统确定性动力学模型特征值的求解方法44-49
• 4.2 Monte Carlo 随机参数计算方法49-50
• 4.3 耦合单元随机参数对双转子-轴承系统特征值的影响50-57
• 4.3.1 单个中介耦合单元有阻尼轴对称双转子系统51-54
• 4.3.2 两个中介耦合单元无阻尼轴对称双转子系统54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 总结与展望58-59
• 5.1 本文研究主要成果58
• 5.2 展望58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 附录64-66
• 个人简历66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宿苏英;张义民;李鹤;闻邦椿;;旋转机械转子-机匣系统碰摩的随机响应[J];东北大学学报;2006年05期

2 李明,虞烈,沈润杰;齿轮联轴器对轴承转子系统失稳转速的影响[J];发电设备;2000年03期

3 魏永祥;陈建军;王敏娟;;随机参数齿轮-转子系统扭转振动固有频率分析[J];工程力学;2011年04期

4 魏彬;李建华;邓四二;;滚动轴承-转子系统动力学特性分析[J];轴承;2012年10期

5 魏永祥;陈建军;马洪波;;随机参数齿轮系统的非线性动力响应分析[J];工程力学;2012年11期

6 陈果;;转子-滚动轴承-机匣耦合系统的不平衡-碰摩耦合故障非线性动力学响应分析[J];航空动力学报;2007年10期

7 周海仑;陈果;;航空发动机双转子-滚动轴承-机匣耦合系统动力学分析[J];航空动力学报;2009年06期

8 邓四二;贺凤祥;杨海生;李云龙;;航空发动机双转子-滚动轴承耦合系统的动力特性分析[J];航空动力学报;2010年10期

9 魏永祥;陈建军;王敏娟;;随机参数齿轮-转子系统的扭转振动分析[J];航空动力学报;2010年11期

10 ;A 5-DOF Model for Aeroengine Spindle Dual-rotor System Analysis[J];Chinese Journal of Aeronautics;2011年02期

  本文关键词：复杂转子系统耦合单元随机参数动力学模型研究

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本文编号：511759