光电转台水平转子不对中动力学特性研究
发布时间：2023-04-23 09:07
光电跟踪设备在军事及航空航天领域应用广泛,而转台对设备的动态性能影响深远。本文针对某型号光电转台,进行了模态分析、模态测试与扫频分析。模态分析采用子空间迭代法获取了转台前六阶模态,力锤模态测试实验验证了模态分析结果。扫频分析采用隐式积分法,通过加速度频谱与位移频谱获得了光电转台的谐振频率。而因为零件的制造误差,机械的安装误差,工作状态下的热变形,载荷引起的变形以及支撑的不均匀沉降等因素,转台的轴系转子之间会产生平行不对中、交角不对中或综合不对中。针对存在交角不对中工况的转台进行了简谐激励响应分析,结果表明转台频域响应包含工频振动及2倍频振动。为进一步研究不对中转子系统的动力学特性,本文基于光电转台水平轴系建立了多转子-滚动轴承-铰接系统模型,综合不对中力、轴承力、碰摩力与不平衡力,基于弹簧阻尼模型,采用集中质量法建立了转子系统的动力学模型。不对中模型中,根据受力分析、力矩分解及联接元件几何特征建立了铰接转子的不对中激励力模型,并将电机驱动轴及被驱动轴引发的针对主轴的耦合不对中力引入不对中转子动力学模型。因为滚动轴承是转子系统的重要组成部件,对转子系统动力学特性有重要影响,所以在本文建立...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外转台动态特性研究现状
1.3 国内外转子不对中研究现状
1.4 国内外滚动轴承研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 光电转台动力学特性分析
2.1 分析理论
2.1.1 Bathe子空间迭代法
2.1.2 模态测试理论
2.1.3 P-LSCF识别法
2.1.4 模态叠加法
2.2 光电跟踪转台结构简介
2.3 模态分析
2.3.1 有限元建模
2.3.2 模态分析结果
2.4 力锤模态测试实验
2.4.1 模态测试系统
2.4.2 测量点排布
2.4.3 实验结果分析
2.5 扫频分析
2.6 转台不对中响应分析
2.6.1 不对中产生原因
2.6.2 对中转台响应
2.6.3 不对中转台响应
2.7 本章小结
第三章 转子系统动力学模型
3.1 转子系统动力学模型
3.2 转子不对中力模型
3.2.1 联接元件变形不对中力
3.2.2 驱动力矩不对中力
3.3 轴承力模型
3.3.1 VC振动轴承力
3.3.2 波纹误差轴承力
3.3.3 轴承接触刚度
3.3.4 Hertz接触理论
3.3.5 轴承力模型
3.4 转子碰摩模型
3.5 转子不平衡力
3.6 数值分析方法与转子初始参数
3.6.1 变步长龙格库塔法
3.6.2 傅里叶变换
3.6.3 转子系统初始参数
3.7 本章小结
第四章 转子系统动力学分析
4.1 不对中力对转子系统动力学特性的影响
4.1.1 转子动力学模型验证
4.1.2 平行不对中
4.1.3 交角不对中
4.1.4 综合不对中
4.1.5 耦合不对中力的影响
4.2 轴承力对转子动力学特性的影响
4.2.1 变刚度振动轴承力
4.2.2 波纹误差轴承力
4.2.3 综合轴承力
4.3 本章小结
第五章 转子系统有限元仿真分析
5.1 动力学分析理论
5.1.1 模态有效质量
5.1.2 隐式积分法
5.1.3 增强拉格朗日法
5.2 转子模型结构简介
5.3 转子有限元模型
5.4 转子系统模态分析
5.5 不对中-不平衡耦合作用转子响应分析
5.5.1 对中-不平衡转子动态响应分析
5.5.2 不对中-不平衡转子动态响应分析
5.6 转子系统谐振分析
5.7 本章小结
第六章 转子系统实验分析
6.1 测试理论知识
6.1.1 切比雪夫滤波器
6.1.2 采样定理
6.1.3 采样参数
6.2 转子实验系统
6.3 转子不对中实验
6.4 转子扫频谐振实验
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3799425
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外转台动态特性研究现状
1.3 国内外转子不对中研究现状
1.4 国内外滚动轴承研究现状
1.5 本文主要研究内容
第二章 光电转台动力学特性分析
2.1 分析理论
2.1.1 Bathe子空间迭代法
2.1.2 模态测试理论
2.1.3 P-LSCF识别法
2.1.4 模态叠加法
2.2 光电跟踪转台结构简介
2.3 模态分析
2.3.1 有限元建模
2.3.2 模态分析结果
2.4 力锤模态测试实验
2.4.1 模态测试系统
2.4.2 测量点排布
2.4.3 实验结果分析
2.5 扫频分析
2.6 转台不对中响应分析
2.6.1 不对中产生原因
2.6.2 对中转台响应
2.6.3 不对中转台响应
2.7 本章小结
第三章 转子系统动力学模型
3.1 转子系统动力学模型
3.2 转子不对中力模型
3.2.1 联接元件变形不对中力
3.2.2 驱动力矩不对中力
3.3 轴承力模型
3.3.1 VC振动轴承力
3.3.2 波纹误差轴承力
3.3.3 轴承接触刚度
3.3.4 Hertz接触理论
3.3.5 轴承力模型
3.4 转子碰摩模型
3.5 转子不平衡力
3.6 数值分析方法与转子初始参数
3.6.1 变步长龙格库塔法
3.6.2 傅里叶变换
3.6.3 转子系统初始参数
3.7 本章小结
第四章 转子系统动力学分析
4.1 不对中力对转子系统动力学特性的影响
4.1.1 转子动力学模型验证
4.1.2 平行不对中
4.1.3 交角不对中
4.1.4 综合不对中
4.1.5 耦合不对中力的影响
4.2 轴承力对转子动力学特性的影响
4.2.1 变刚度振动轴承力
4.2.2 波纹误差轴承力
4.2.3 综合轴承力
4.3 本章小结
第五章 转子系统有限元仿真分析
5.1 动力学分析理论
5.1.1 模态有效质量
5.1.2 隐式积分法
5.1.3 增强拉格朗日法
5.2 转子模型结构简介
5.3 转子有限元模型
5.4 转子系统模态分析
5.5 不对中-不平衡耦合作用转子响应分析
5.5.1 对中-不平衡转子动态响应分析
5.5.2 不对中-不平衡转子动态响应分析
5.6 转子系统谐振分析
5.7 本章小结
第六章 转子系统实验分析
6.1 测试理论知识
6.1.1 切比雪夫滤波器
6.1.2 采样定理
6.1.3 采样参数
6.2 转子实验系统
6.3 转子不对中实验
6.4 转子扫频谐振实验
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3799425
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