轴系半频扭转共振现象的实验研究

本文介绍了在进行轴系扭振特征实验研究时所发现的一种新现象─—半频扭转共振。它是指当轴系的转动频率达到一阶扭振固有频率两倍附近时，轴系将发生频率正好为转动频率一半的扭转共振。     

从随机振动响应中提取滚动轴承的刚度参数

在自行设计研制的转子动力学试验装置和测试系统上，依据刚性转子系统横向振动模型，通过测量滚动轴承随机振动响应，给出了从随机振动响应中提取滚动轴承刚度的完整方法，并编写了相应的数据处理程序。这种方法与传统的非转动的直接激振法不同，给出的滚动轴承线性刚度能反映与转动的相关性。结果分析表明，这种方法是比较可靠的；且当转子的转速越低于一阶临界转速，转子的抗弯刚度大于滚动轴承刚度时，测出的滚动轴承线性刚度就接近真实值。这种方法还能给出滚动轴承的非线性刚度，但与此相关的问题还有待进一步探讨。     

部分充液悬臂柔性转子系统不稳定特性的实验研究

从实验上详细地观察和研究了部分充液柔性转子系统不稳定产生的过程、失稳过程中转子系统的动力特性以及充液量对转子系统振动和稳定性的影响。结果表明部分充液转子系统的不稳定特性与转子系统中其它失稳因素引起的不稳定特性之间存在着明显的差异。部分充液转子系统失稳的门坎转速在充液转子的一阶临界转速之上，并且在空转子系统的一阶临界转速附近。转子在不稳定区内的涡动频率既不是一个固定的频率，也不是转子系统的某阶固有频率，转子的涡动频率随转速的增大而增大，随充液量的增大而减小。     

火电厂机组轴系扭振监测系统

转子作为汽轮机中的主要工作部件，承担着将蒸汽热能转化为机械能的重要任务，受力情况复杂。转子的扭转振动监测关系到汽轮机安全可靠的工作和具有较长的使用寿命。因此，准确地测量振动频率和振幅，对电站汽轮机轴系扭转疲劳故障的安全监测与诊断提供重要信息。本文设计基于间断相位法的非接触式扭振监测系统，采用阶次分析技术解决转子在变速过程中频谱模糊的分析问题。     

负载谐波诱发轧机主传动机电耦合扭振仿真研究

现场测试发现:轧机在轧制过程中由于负载谐波频率与轧机机械传动系统固有频率接近时使得主传动系统发生强烈扭振。该文结合现场参数,通过计算机仿真,得出负载谐波力矩会引发电机转速振荡,而在机电耦合作用下电机转速振荡会激发电机输出相同频率的电磁力矩,当含有与机械系统固有频率相接近频率的谐波力矩和电磁力矩作用在轧机主传动系统两端时,主传动系统将会出现强烈的扭振。仿真结果验证了存在这种振动,为抑振措施提供理论基础。     

新型密封偏心自适应调节方法与减振实验研究

针对转子偏心引起的密封流体激振问题,设计了一种新型偏心自适应调节密封结构。该结构可自适应地减小转子偏心量,抑制密封流体激振。对其抑振机理进行探究,得出当偏心自调结构的固有频率和转子密封系统的激励频率一致时,其抑振效果最好;随着两者差值增大,其抑振效果变弱。以水作为密封介质,测量了不同弹簧刚度下偏心自调结构的固有频率,并改变转子转频,对其抑振规律进行实验研究。结果表明该结构固有频率随弹簧刚度增大而增大,但与激励频率差别较大,振动降幅只在10%~20%。将偏心自调结构浸于水,测量其固有频率,对其抑振规律进行实验研究。结果表明浸在水中时该结构固有频率值依然随弹簧刚度增大而增大,但比在空气中时减小了约40%,更加接近激励频率,抑制效果显著,振动降幅最大可达41.27%。     

裂纹转子弯扭耦合瞬态振动影响因素研究

针对两端刚性支承的Jeffcott转子，推导了裂纹转子的弯扭耦合振动非线性微分方程，通过数值仿真手段，分析了升速过程中弯振和扭振的瞬态特性，并详细探讨了加速度、裂纹减小刚度、裂纹夹角、质量偏心以及阻尼系数等因素对弯扭耦合振动瞬态特性的影响。研究表明，升速过程中，随着加速度增大，弯振和扭振各共振峰值减小，而对应转速增加。各共振峰值均随着△kq的增加而增大，当△kq超过某值后，峰值急剧增加。β在0～2π范围内变化时，各共振峰值呈现不同周期的正余弦变化。质量偏心主要影响临界峰值，对其它各峰值影响很小。各峰值均随阻尼系数的增加而降低，阻尼系数较小时，峰值减小率更大。     

复合型超声马达纵-扭振动固有频率简并研究

纵、扭振动固有频率简并是提高纵-扭复合型超声马达输出力矩的关键问题。然而同一弹性体内的纵振固有频率远高于扭振固有频率．目前对两种振动固有频率的简并缺乏深入的理论研究。纵一扭复合型超声马达振动分析模型都基于一维理论。在此提出了一种纵、扭振动固有频率简并的新方法。通过将纵一扭复合型超声马达设计成双定子对称结构．在定子上附加一个调整环改变定子的力学边界条件。实现纵、扭振动同频共振。应用Hamilton原理建立了考虑泊松效应的定子纵、扭振动理论模型，分析了定子的纵振与扭振第一阶固有频率随调整环质量和位置的变化规律，通过优化马达的几何结构参数获得了纵振与扭振的同频谐振点。     

具有初始弯曲转子振动峰值的控制方法

本文从理论上研究了控制初始弯曲引起的转子振动幅值的一种新方法。通过在与转轴初始弯曲方向成较大夹角的方向添加不平衡质量的方法 ,使转子新的不平衡方向与初始弯曲方向夹角接近 180° ,则可以减小转子在临界转速附近的振幅。无论新的不平衡参数大于或小于初始弯曲参数 ,只要新的不平衡参数不至于太大 ,则临界转速附近的振幅响应肯定会得到改善。特别是当新的不平衡参数近似等于初始弯曲参数时 ,无论转速高低 ,振幅都会大幅下降。当重力参数、外阻尼系数和内阻尼系数改变后仍有同样结论。本文援引文献 [2 ]中的实例对这种方法进行了验证 ,并给出了解决类似故障的步骤。本文的方法可用于处理生产实际中转轴初弯引起的振动问题     

弯扭组合振动应变导纳的试验研究

探讨了弯扭组合振动分解为弯曲和扭转振动的应变导纳测定方法。应用第1阶固有频率的横向和纵向应变导纳的线性谱幅值测定了杆材的泊松比，并与静态测量结果作了比较。通过应变导纳位相，分析了弯扭杆件材料的扭振阻尼是大于弯曲振动的阻尼。作为本例，弯扭组合时的动应力约是静应力的5倍。     

双盘柔性转子系统整机平衡原理和测试方法

双盘柔性转子的动挠度曲线是一条随转速变化的空间曲线,而且转子在任意转速下转动时,其振动曲线是转子各阶主振型分量的叠加,故按振型分理的原理和方法进行平衡,能消除由不平衡离心惯性力的各阶振型分量产生的振动,从而能达到良好的平衡效果。整机平衡的方法和步骤如下:在两只轴承上分别装上传感器,并输入测振仪和相位仪,分别测得两端轴承处的振幅和相位。利用计算的方法,求得一阶和二阶振型曲线,然后按振型分理平衡的原理,确定低速(在一阶临界转速附近)和高速(工作转速)下,两只转子的平衡校正面上的加重比例,再由实测方法确定低速和高速下     

动力机械动态工况共振幅值特性研究

动力机械转速在其范围内变化的动态工况共振幅值特性,对动力机械强度分析和试验参数设定等问题有直接影响。首先应用杜哈梅积分对动态工况激振力响应进行理论分析,发现动态工况激振力的响应无解析解,但可利用数值积分法进行仿真分析。通过仿真分析得到动力机械动态工况共振幅值随提速率的增加逐渐减小,当提速率较低时动态工况共振幅值逐渐接近稳定工况共振幅值的结论。最后利用4100 QB型柴油机扭振共振幅值和JFZ172 L型发电机结构共振辐射噪声声压级随提速率变化规律进行试验验证。     

增量传递矩阵法及其在轴系弯扭耦合振动中的应用

将逐步积分法的思想与传统矩阵法相结合，提出了增量传递矩阵方法，使之能求解具有非线性力系统动力响应。基于多段集中质量模型和增量传递矩阵法，并结合Riccati法，建立了汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动瞬态响应求解模型。利用该方法，针对某200MW汽轮发电机组三相短路重合闸故障，进行了机组弯扭耦合振动响应特性研究，分析表明：弯振和扭振幅值变化与电网短路及重合闸时刻紧密相关，重合闸所带来的冲击比电网短路时刻更大；故障主要激发出扭振的前三阶固有频率来，弯振除工频主分量外，前几阶固有频率也被激发出来。在短路后至重合闸前的这一时间段内，扭矩主要含有工频及各阶固有频率成分，而在重合闸后的时间段内，扭矩各阶固有频率成分仍存在，但工频成分消失。     

转子系统瞬态不平衡响应的有限元分析

推导了简单Jeffcott转子几何中心运动的解析表达式及转子系统瞬态振动的幅值，详细讨论了转子系统通过临界转速时初始条件引起的瞬态振动、同频振动和伴随自由振动的特性以及阻尼和启动加速度对系统瞬态响应的影响。此外建立了弹性转子系统的有限元模型，通过直接积分法求得系统的瞬态响应．得到系统通过临界转速时的共振幅值，并与试验取得一致的结果。本文的分析对工程中合理地进行转子系统参数设计，考虑共振区的迟滞现象。尽可能错开转子系统固有频率和工作转速频率提供一定的理论参考。     

部分充有两种不相溶流体转子系统振动和稳定性的实验研究

实验研究了部分充有两种互不相溶混合流体转子系统的振动和稳定性，分析了充液量对转子系统振动和稳定性的影响。结果表明，部分充有两种互不相溶混合流体转子系统的失稳过程比充有单一流体转子系统的失稳过程更为复杂，其动力特性不仅与自由表面有关，而且还与不同流体分界面上旋转波的特性密切相关。充有两种互不相溶混合流体的转子系统与充有单一流体的转子系统一样，一般在转速超过了其一阶临界转速后就会出现不稳定。转子在不稳定区内既不以一个固定值或转子系统的某阶固有频率进行涡动，也不以转速的某恒比率频率进行涡动。随着转速的增大，转子在不稳定区的涡动频率随之增大。     

某多用途货车传动系扭振试验分析与优化

某多用途货车加速行驶时,在发动机转速1200 r/min~1500 r/min范围内,传动系出现明显振动,影响整车NVH品质。针对此问题在传动系关键节点处加装传感器,对车辆6个前进挡在加速工况下进行扭振测试,由数据处理获得传动系各部位的角加速度振幅随发动机转速变化的关系。分析获得各部位振动的主要阶次,确定发动机2阶激励是引起扭振的主要原因。通过对车辆扭振特性的分析,确定传动轴和后桥是扭振的主要部位。为解决传动系统扭振问题,将传动系简化成12个集中质量的扭转振动系统模型,分析离合器扭转减振器主减振级扭转刚度和阻尼力矩参数对传动系扭振的影响规律。提出改善传动系扭振解决方案,并确定优化后扭转减振器参数,测试结果表明扭振得到明显改善。     

基于加速度传感器测量扭振方法的研究

介绍一种把加速度传感器直接安装在转子上,在旋转坐标系下测量转子扭振的测量方法.简述其实现原理,设计利用单盘转子产生扭振的实验装置,并进行实验.实验结果与位移传感器测量结果进行比较,表明该方法可以测量小幅值的扭转振动,且具有较高的精度.在旋转状态下进行齿轮实验装置的测试,同样得到与已知故障特征一致的扭振信号.     

Jeffcott转子碰摩故障试验研究

针对工种实际中遇到的机组转子摩故障开展了试验研究,通过大量的试验,观测到了工作转子速低于一阶临界转速时,转子定子局部碰摩引起的倍频振动,高于一阶临界转速时,局部碰摩引起的分频振 及某些转速内出现的异频伪共振现象,试验民其于碰摩力模型和仿真结果定性一致,试验还表明,异频伪共振是高速工作的转子发生碰摩时的主要振动成分,这一结论对诊断和抑制高速转子的异常超标振动有积极意义。     

计电磁不平衡拉力的高速电主轴转子偏心特性研究

针对高速电主轴转子偏心状态产生的两种载荷-电磁不平衡拉力与离心力,据电磁理论建立电磁不平衡拉力载荷模型,理论分析两种偏心载荷幅值及频率特性;应用Timoshenko梁理论,建立耦合入轴承动态支撑刚度矩阵并以两种偏心载荷为外力的转子有限元模型;据动力学方程计算转子系统固有频率、振型,研究电磁不平衡拉力载荷与离心力载荷对转子系统动态特性影响;通过实验验证两种偏心载荷为引起高速电主轴转子振动的主要因素及转子系统一阶固有频率随转速升高而升高,实验结果与理论计算误差较小。     

高速定转子均质机转子叶片振动模态分析

采用对接加载模态综合分析法,将定转子均质机关键元件转子系统结构简化为叶-盘系统,对单个转子叶片进行有限单元划分,分析得出了转子转速为4 500 R／MIN时振动频率响应分布趋势;前10阶扩展模态分布具有一定的规律性,在初始4阶模态状态时频率波动小,且与系统固有频率近似;从第5阶模态以后分布波动较大, 且波动幅度很接近,约为20HZ。分析结果有利于定转子均质机关键元件转子系统结构的优化设计。