转子系统的相似动力学特性研究

发布时间：2017-09-22 09:44

  本文关键词：转子系统的相似动力学特性研究

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【摘要】：转子系统是旋转机械的重要组成部分,其动力学问题受众多复杂因素的影响,理论分析主要依靠解析法和模型仿真法,但解析法需要接受多种假设,模型仿真法则要简化边界条件,因此这些问题仅靠理论分析不能准确的解决,必须结合物理试验研究。相较于采用原型试验,模型试验更具可行性,同时可以人为控制主要影响因素,针对性更强。通过进行转子系统动力学相似性的研究,可以由模型试验结果准确的预测原型系统的动力学特性,甚至可以通过模型系统的模拟故障态试验,复现原型系统的故障状态。因此,对于转子系统进行动力学相似研究及其试验模型的相似设计方法显得尤为重要。针对转子系统的相似动力学特性问题,本文采用方程分析和量纲分析两种方法,根据转子动力学方程推导出转子系统的相似准则和相似关系,通过有限元方法对转子系统的几何相似和不完全几何相似理论进行了仿真计算验证,并研究了轴承参数对几何相似模型系统预测精度的影响情况。同时,本文对转子系统的相似设计方法和流程进行了归纳总结,对典型的相似设计方案进行了对比分析和仿真计算验证,从理论上证实了相似设计对试验影响因素的可控性。针对降低模型临界转速的相似设计方法,本文给出了从实际转子系统到相似模型系统的完整的设计方法,并利用有限元方法计算了原型和模型系统的临界转速,通过对比两者临界转速证实了所得相似模型满足了设计条件,从仿真计算的角度验证了相似设计的可行性。最后,通过根据某发动机相似设计得到的试验台进行振动测试,对比其正常和不平衡两种工况下的振动时域图和频谱图,从模型试验角度再次证实了相似设计的可行性。
【关键词】：转子系统 相似理论 动力学特性 相似设计 有限元法
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH113
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本文编号：900141