内燃机轴系扭转振动控制技术研究与发展

基于系统的调研与分析,总结内燃机轴系扭转振动控制技术的研究与发展情况。对内燃机轴系扭转振动控制技术的计算分析、测试与校准、衡准、控制方法以及扭振减振器优化设计、扭振监测诊断与智能控制、新型扭振减振与传动装置等研究及进展进行分类介绍与总结,可为全面概括性地了解该领域的技术发展提供参考。     

柴油机轴系扭振研究中的模态分析方法

对柴油机轴系扭振的研究,以往是先建立扭振当量系统,然后进行自由振动与强制振动计算。本文提出的模态分析方法通过对轴系施加激励力矩并进行传递函数测量,直接识别扭振系统的自振频率、振型与阻尼。可用于研究曲轴变惯量以及水力测功器附水对扭振的影响。通过对实际柴油机轴系的扭振模态分析与运转时实测的扭振结果相比较,证实模态分析是柴油机轴系扭振研究中的一种新的有效方法。     

汽轮发电机组对瞬态三相电流电压历程激励的扭振响应计算

根据电力系统参数的监测，掌握轴系的扭振状态，是汽轮发电机组扭振监测的重要内容。本文提出一种在获得任意三相电流电压历程后的汽轮发电机组轴系的扭振响应计算方法，并研制成相应的计算机软件，可供扭振监测分析时使用。     

应用轴系扭振特性的内燃机工作状态研究

应用扭振理论分析扭振参数与内燃机工作状态之间的因果关系,说明利用扭振特征能诊断内燃机的工作状态,从实际测试和理论仿真的结果证明了能够运用扭振特征参数诊断内燃机的工作状态。并对分析扭振参数的两种方法进行了比较,说明了引进合理的分析参数的方法对诊断效果更加明显。应用轴系扭振特性诊断内燃机工作状态是一种有效的,新的诊断技术。     

透平机械轴系扭振的动频问题

针对透平机械轴系的扭振问题，本文考虑了离心力可能对轴系扭振产生的影响，提出了轴系扭振的动频问题，从理论上推导出了单盘转子动频的计算公式，并应用有限元方法计算出单盘转子的扭振动频，得到了单盘转子扭振动频系数与其圆盘直径平方之间的比例关系，为下一步在透平机械复杂轴系中开展动频研究打下了基础。     

轴系扭振在线监测系统开发研究

扭转振动是影响诸如发电机组、空压机、推进轴系等旋转机械安全运行的重要动力性能之一,而发电机组、空压机等轴系扭振激励受负载的影响往往较大。为提高设备运转可靠性,在轴系运转过程中扭振应力幅值超过一定限值时进行预警,开发了一套船舶旋转机械轴系扭振在线监测系统,对船舶旋转机械设备实现严密的运转监测保护。系统同时兼容采用应变监测的直接测量方法与采用脉冲时序法测量的间接测量方法对轴系扭振进行监测,根据轴系实际情况对传感器类型以及监测系统模式进行选择,提高了系统对不同轴系结构的适应性。系统以ARM加DSP为开发平台,综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统。并通过标准应变模拟器以及基于脉冲时序法理论所设计的扭振标定器分别对无线应变遥测系统以及脉冲时序法扭振采集系统试验精度进行验证。结果显示,采用脉冲时序法测量,在转速为5 000 r/min时,系统检测误差约为0.3%,采用应变遥测系统检测方案时,误差值也远小于1%,该轴系扭振监测系统能实现较高精度的监测。     

某型燃气发电机组飞轮螺栓断裂故障的分析及解决

针对某型燃气发电机组飞轮螺栓多次断裂故障,运用扭振、振动测试及分析方法确定轴系匹配不合理导致共振是故障发生的主要原因。为消除故障,根据现场实际情况,调整减振器数量改善轴系匹配状态,完成后进行了扭振和振动复测,共振现象基本消除,振动情况也得到有效改善,满足要求。     

汽轮发电机组扭振模拟机的轴系设计

介绍了汽轮发电机组轴系扭振模拟系统的设计原则,利用雷卡迪传递矩阵分析计算了汽轮发电机组轴系扭振的固有特性。依据设计原则,利用模态刚度矩阵、模态质量矩阵和模态频率相似进行了扭振模拟机轴系的设计,扭振模拟机轴系前三阶固有特性与实际机组轴系扭振动特性基本一致。试验表明,扭振模拟机达到了设计目的,同时也证明了轴系分析方法和设计方法的正确性。     

汽轮发电机组轴系扭振引起的叶片响应计算

提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型,在此基础上分析了叶片运动对轴系扭振的影响,给出了由轴系扭振引起叶片响应的计算方法,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算.结果表明,由轴系扭振引起的叶片应力对叶片的安全性分析是不容忽视的.图3参4     

汽轮发电机组轴系扭振引起的叶片响应计算

提出了汽轮发电机组轴系扭振及叶片切向振动的连续质量模型,在此基础上分析了叶片运动的轴系扭振的影响,给出了轴系扭振引起叶片响应的计算方法,并对实际机组在两相短路时进行了数值计算,结果表明,由轴系扭振引起的叶片应力对叶片的安全性分析是不可忽视的,图3参4。     

基于三维实体有限元的某机车柴油发电机组轴系扭转振动研究

建立了某机车柴油发电机组轴系三维实体有限元模型并进行了扭振计算,运用霍尔茨表格法(轴盘集中质量模型)对轴系进行了扭振计算。并且将三维实体有限元模型计算结果、霍尔茨表格法计算结果与扭振测试结果进行了对比,证明实体模型精度比霍尔茨表格法高。另外,分析了盖斯林格联轴节特性参数对系统扭振特性的影响。最后,运用上述结果对该发电机组轴系进行了扭转强迫振动分析。     

电网短路故障下双馈风电机组传动链扭振疲劳可靠性分析

双馈风电机组电气故障扰动引起的电磁转矩波动易造成轴系传动链扭振疲劳,有必要研究电网短路故障对机组传动链扭振疲劳可靠性的影响.首先建立考虑关键部件柔性的传动链有限元模型,通过模态分析获取传动扭振模态.其次基于集中质量法,建立机电耦合模型,以电网短路故障为扰动因素,仿真分析电网短路故障下电磁转矩动态响应.最后将电网短路故障...     

船舶模拟推进装置的结构设计及其试验研究

基于结构相似性原理，提出了一种以柴油机喷油泵为激振源的船舶模拟推进试验装置。讨论了模拟推进装置的系统结构以及扭振测试诊断原理，通过对轮子不平衡、轴系不对中、轴承磨损、油压负载激振和多缸断油等工况的扭振特性试验，验证了模拟推进装置是一种理想的船舶轴系扭振试验和软件性能测试设备。     

汽轮机组轴系扭转振动实验模型设计研究

从理论上分析汽轮机组轴系扭转振动实验模型的几何尺寸同扭转振动固有频率、振型、最大扭振扭矩分布以及最大扭振剪切应力分布的关系,并且对理论分析结果进行了实例计算验证。由此得到的有关结论,对轴系扭转振动实验模型的建立和实验研究有一定的指导意义。     

汽轮发电机组转子及轴系弯扭耦合振动发展现状与展望

随着汽轮发电机组容量增大,轴系增长,在役运行时间增加,转子部分多数会有质量偏心现象出现,这使得转子轴系的扭转振动与弯曲振动的耦合作用明显增强。从弯扭耦合的角度来研究汽轮发电机组轴系的振动,将能更准确地把握轴系的动力学特性。总结了近年来国内外对汽轮发电机组转子及轴系弯扭耦合振动问题的研究进展和成果,并对其进一步研究进行了展望。弯扭耦合振动的研究对汽轮发电机组的安全运行和故障诊断都具有十分重要的意义,进一步的深入研究必须与力学学科一系列前沿问题研究相结合。     

双机同轴拖动系统扭转振动分析

介绍了两台柴油机同轴拖动一台发电机轴系扭转振动的特点，以6000kW柴油发电机组为实例，计算分析了两台柴油机的列间发火间隔角，联接相位角、功率不平衡对轴系扭转振动的影响。     

柴油机轴系非线性扭振响应的IHB计算方法

以具有一个三阶刚度部件的柴油机轴系为研究对象 ,用增量谐波平衡 (IHB)方法导出了求解非线性扭转振动周期响应的计算公式以及数值计算迭代步骤。利用该方法计算了 S195柴油机轴系非线性扭转振动的周期响应。用该方法能够求解柴油机轴系非线性以及线性扭转振动响应。与现有的其它方法相比 ,它对求解强非线性振动响应更有效 ,且具有运算时间少、计算结果准确的优点。     

有阻尼柴油机轴系扭转自由振动计算方法研究

为使轴系自由振动计算得到的固有频率更加接近实际情况,提出了一种有阻尼柴油机轴系扭转自由振动计算方法,将柴油机轴系中大阻尼部件的阻尼参数纳入到轴系扭转振动自由振动计算的考量范围。将该方法应用到某PC2-6柴油机试验台架扭振计算,计算结果与实测结果吻合较好,验证了该方法的可靠性和实用价值。