电磁轴承支承特性分析及优化调节

为了使电磁轴承系统具有更好的悬浮稳定性,同时又能保持良好的支承性能,提出了一种电磁轴承支承特性优化调节的数值解析方法。以电磁轴承支承特性基本理论为基础,从电磁轴承系统稳定性和稳定裕度的角度出发,定量研究了支承特性的调节与系统稳定性的关系,并着重分析了系统时滞对支承特性调节的影响。实验结果表明:通过该优化调节方法调节电磁轴承支承特性,系统转子的振幅较小;加时滞模块的电磁轴承系统功率谱幅值明显大于不加时滞模块的系统。这表明该方法有效,时滞对系统支承特性的调节有阻碍作用。     

采用电磁轴承控制柔性转子临界转速分布的建模和仿真分析

提出了采用电磁轴承支承柔性转子,通过支承特性的调节,改变柔性转子的各阶临界转速的分布位置,使柔性转子顺利实现超临界运行。将电磁轴承支承特性建模融入到经典转子动力学的柔性转子有限元建模理论中去,构建了电磁轴承支承的柔性转子系统模型进行仿真。仿真结果表明:通过调节电磁轴承的等效刚度,可以明显改变柔性转子平动和锥动两个刚体临界转速,而对一阶弯曲和二阶弯曲两个弯曲临界转速影响不大。调节等效阻尼可明显减小转子过临界时的振动。     

采用电磁轴承控制柔性转子临界转速分布的建模和仿真分析

提出了采用电磁轴承支承柔性转子,通过支承特性的调节,改变柔性转子的各阶临界转速的分布位置,使柔性转子顺利实现超临界运行.将电磁轴承支承特性建模融入到经典转子动力学的柔性转子有限元建模理论中去,构建了电磁轴承支承的柔性转子系统模型进行仿真.仿真结果表明:通过调节电磁轴承的等效刚度,可以明显改变柔性转子平动和锥动两个刚体临界转速,而对一阶弯曲和二阶弯曲两个弯曲临界转速影响不大.调节等效阻尼可明显减小转子过临界时的振动.     

电磁轴承系统刚度与阻尼特性的研究

电磁轴承系统中控制器的参数影响着系统的刚度和阻尼的基本特征,轴承刚度和阻尼特性决定了轴承的基本性能.在Maxwell电磁力公式基础上,分析了控制参数与轴承刚度和阻尼的的关系,得到了刚度、阻尼与控制参数之间的线性与非线线性关系解析解,并推导了在PID控制器作用下,电磁轴承系统的线性刚度.     

磁力轴承支承特性的研究与仿真

定义了磁力轴承支承在时间域的刚度与阻尼和在频率域的广义刚度,建立了两者之间的联系,结合PD,PID控制规律推导出磁力轴承刚度与阻尼的计算公式,建立了轴承刚度,阻尼与控制系统参数之间的联系,分析了控制系统参数对磁力轴承刚度和阻尼的影响。     

电磁轴承控制系统参数与刚度,阻尼的关系

针对轴承－转子－控制器组成的主动型电磁轴承系统，分析了其控制系统的稳定性，提出了具有实际意义的三种刚度及阻尼定义。计算机辅助分析提供了分析电磁轴承系统动态性能及复刚度的理论依据。所得结果均和一个五自由度控制磁悬浮轴承系统的实验结果相一致。     

电磁轴承阻尼上限的动态特性分析

为了研究电磁轴承系统的高频稳定性问题,需要研究电磁轴承阻尼的动态特性.以单自由度系统中力和刚度、阻尼的基本力学方程为基础,忽略电气系统的影响,推导了在一定的振动幅值下,电磁轴承最大阻尼随转子振动频率增加而变化的关系,结果表明,电磁轴承能够提供的阻尼随着转子转速或振动频率的增加而迅速减小.这在研究高速转子稳定性问题时应给予足够的重视.     

支承磁悬浮轴承的径向磁流变阻尼器设计

转子振动时其频响函数是其刚度和阻尼的函数,调节合适的刚度和阻尼,可以抑制转子振动.针对磁悬浮轴承对转子振动抑制能力差的缺点,设计了一种径向磁流变阻尼器.用这种阻尼器支承的磁悬浮轴承转子系统,通过控制磁流变阻尼器线圈中的电流来改变整个转子系统的支承刚度和阻尼,抑制转子高速时的振动.采用ANSYS对整个支承系统的电磁场进行仿真,验证及改进所设计的磁流变阻尼器.     

电磁轴承的力学特性

本文导出了主动型电磁推力轴承的承载能力、刚度、阻尼和稳定区域的解析表达式并对其进行了无量纲化计算，以ＰＤ和ＰＩＤ控制为例推导出调节参数与轴承设计参数、偏置电流的关系式和各种静、动力学特性曲线，为进一步研究多自由度控制的电磁轴承转子系统的动力学性能打下基础．本文的研究方法和部分结果也适用于电磁径向轴承．     

软支承条件下车辆-基础系统的动力学建模与分析

研究软支承下的车辆-基础系统耦合动力学响应.将基础视为有限个离散点支承的Euler-Beinoulli梁,支承则模拟为具有非线性、不对称特性的弹性元件和阻尼器,利用分段线性化方法描述弹性支承的非线性刚度和阻尼特性,根据动力学原理和假设振型方法建立系统的运动方程,基于Newmark直接积分方法编制MATLAB二次开发函数,数值求解系统动力学响应,分析了支承约束非线性对系统动力学特性的影响.     

主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承上的动力学

采用有限元法建立了由滚动轴承组成的具有固定间隙的备用轴承-电磁轴承-柔性转子系统在电磁轴承失效前后的动力学方程，分析了转子的初始坠落位置、转速、转子不平衡量以及备用轴承的支撑阻尼和刚度对转子在坠落过程中的瞬态动力特性的影响。结果表明，即便转子系统在工作时的振动很小，初始脱离位置对转子在坠落过程中的动力特性具有明显的影响；柔性备用轴承的采用，特别是具有较大阻尼的备用轴承，不仅可以减小电磁轴承失效后转子在坠落过程中的振动及碰撞力，而且能够抑制在长时间内具有较大振动和碰撞力的在全间隙范围内的反向回转运动；随着转子不平衡量、备用轴承的支撑刚度及转子转速的增大，在坠落过程中备用轴承所受到的碰撞力和转子在全间隙范围内出现回转运动的可能性增大。     

转子-轴承-电机-隔振器系统不平衡响应分析

建立了转子－轴承－电机－隔振器系统的3维有限元模型,系统分别采用电磁轴承和机械轴承作为转子的支承,利用专业转子动力学软件sAMcEF／ROTOR对相同的不平衡量,分析了系统的不平衡响应。通过改变隔振器的刚度,计算了不同隔振器下系统的不平衡响应。分析结果表明,对于所分析的电机,采用电磁轴承作支承时,机脚处的不平衡响应小于采用机械轴承作支承时的不平衡响应。     

双列内节流液体静压轴承动态特性分析

应用液体静压支承动态特性的分析原理,研究确定了有回油槽双列内节流液体静压轴承的传递函数,并在此基础上,分析了系统的稳定性及各种参数对轴承动刚度的影响,结果表明：这种轴承的稳定性很好;轴承的动刚度与载荷率近似地区正比：设计间隙和油液粘度承动刚度的影响很大,而供油压力对轴承刚度的影响很小。     

破冰船推力轴承特性研究

借助有限元分析方法,对某破冰船与冰层相撞过程进行仿真从而得到冰载荷,在此瞬态过程中对点支承扇形瓦推力轴承的瞬态动特性进行了计算,并结合刚度系数和阻尼系数对轴承动特性进行分析。结果表明:针对某一船舶,最大冰载荷与船速、冰层厚度近似成正比;最大冰载荷出现在碰撞过程中前1s的时间内;油膜厚度随载荷的增加变薄,油膜刚度系数、阻尼系数随油膜厚度减小而变大,且变化规律相同。     

时滞‘天棚’阻尼控制的车辆悬架系统特性研究

对具有时滞的‘天棚’阻尼控制的１／４车辆悬架系统进行了临界时滞的求取与全时滞稳定区域理论分析,计算与计算机仿真实验,同时分析了时滞对系统特性的影响。     

考虑惯性特性的对接机构缓冲系统特性研究

在考虑传动元件惯性的情况下,利用拉格朗日第二类方程对差动式缓冲阻尼系统进行了动力学建模;并进一步推导出了等效质量阵、等效刚度阵、等效阻尼阵;通过仿真计算,考核了缓冲阻尼系统的缓冲特性,为对接动力学仿真研究打下了基础。     

磁悬浮轴承的工作原理与应用

本文介绍了主动磁悬浮轴承与被动磁悬浮轴承的工作原理、结构、特点和应用。对磁浮轴承的承载能力、支承系统稳定性、刚度和刚度的定向调节等特性进行了分析。     

磁流变液阻尼器在磁悬浮轴承中的应用

设计了一种磁流变液阻尼器并应用于磁悬浮轴承系统中,由于临界转速分析是转子支承系统设计中最重要的内容之一,针对基于磁流变液阻尼器的高速磁悬浮柔性转子,利用有限元法分析了不同刚度和不同阻尼分别对磁悬浮转子临界转速的影响程度,从理论上得出了磁流变液阻尼器支承刚度在104～105 N/m之间、阻尼在700 N·s/m附近时对转子临界转速影响较大的结论,分析结果有助于指导磁流变液阻尼器的设计.     

含有时滞控制的准零刚度隔振器的隔振性能研究

采用一对斜置弹簧作为负刚度元件,与垂直弹簧并联组成准零刚度非线性隔振器,从而增大系统的隔振频率范围。并引入线性位移时滞控制。通过平均法分析得到系统在简谐力激励下的响应特性。在此基础上,研究了该刚度系统在引入线性位移时滞控制时的力传递特性,给出了时滞控制对力传递率的影响规律和特点。结果表明,无论受控系统是在低频段还是高频段,该隔振器的隔振性能均比等效的线性隔振器要好,而受控系统的隔振性能优于不受控系统。     

轴向数控磁力轴承电磁力计算及刚度研究

刚度是影响磁力轴承工业应用的关键之一,本文对自行设计的新型轴向数控磁力轴承的刚度进行了分析研究,推导了磁力轴承电磁力和刚度的计算公式,讨论了系统特性参数对刚度的影响,测试了轴承的刚度特性。试验结果表明本实验系统具有较强的承载能力和较大的静态刚度。