轴承载荷对转子系统各支承的耦合振动分析

以多支承转子 轴承 弹性基础系统为研究对象,对多支承转子系统某支承处轴承载荷变化引起不同支承点处轴及轴承的耦合振动响应进行了研究。首先,建立了多支承转子系统支承间的耦合振动模型,并进行了仿真和试验,耦合振动模型考虑了每个支承处的油膜耦合效应,通过轴承载荷敏感度矩阵得到各支承耦合力;然后,利用龙格库塔法对油膜刚度为定刚度和动刚度两种情况下的转子系统进行了数值分析及仿真;最后,在8支承转子试验台上进行试验,采取改变某一支承处的位移来得到轴承载荷的变化,并提取各支承处的振动信号。结果表明,轴承位置在稳态和瞬态两种情况下改变时振动响应明显不同,油膜刚度为动刚度的分析结果更为合理。     

一种改进的基于扭矩激励的多支承转子系统模型

在传统的基于扭矩激励的多支承转子系统力学模型的基础上,考虑了轴承负荷传感器和各跨间联轴器刚度及扭矩激励对各跨转子的影响,改进了基于扭矩激励的多支承转子系统力学模型。以一暂态扭矩为例,通过仿真分析了无扭矩激励和暂态扭矩激励作用下,多支承转子系统的振动响应,并通过试验验证了仿真结果的有效性,进而验证了改进模型的正确性,为对多支承转子系统振动的研究打下基础。     

基于弹性支承的磁悬浮轴承转子系统振动控制

为寻找抑制磁悬浮轴承转子系统振动的有效方法,基于有限元分析软件ANSYS对转子系统附加外弹性支承前后的动态特性进行仿真对比分析,同时搭建磁悬浮轴承转子试验台进行试验验证。仿真及试验均表明,通过引入合适的外弹性支承结构,可以有效抑制系统振幅。     

变支承磁悬浮转子超临界运行仿真研究

针对工业中转子系统在跨越一阶临界转速时,振动幅度过大及失稳的问题,通过对转子系统平稳跨越一阶临界转速方法的归纳和研究,提出了一种基于主动控制下的磁悬浮轴承—转子系统变支承跨越一阶临界转速的方法。首先建立了主动控制下的变支承磁悬浮转子系统数学模型,并分析了两支承转子系统和三支承转子系统跨越一阶临界转速时的响应特性;然后利用ADAMS和Matlab联合仿真了主动控制下的变支承磁悬浮转子系统跨越一阶临界转速时的振动特性。仿真研究结果表明:变支承磁悬浮转子系统在超临界运行时具有良好的减振效果,与传统两支承转子系统相比,其最大振幅减小了52.6%。     

挠性转子变刚度阻尼支承系统振动主动控制（二）：次优控制规律

从理论上研究了采用变刚度阻尼支承主动控制转子——轴承系统的振动问题,分析和提出了在振动最优主动控制规律的有效频率范围以外,对转子——轴承系统进行次优振动主动控制的策略思想,及变刚度阻尼支承振动次优主动控制规律。根据此规律,从理论上阐明了采用变刚度阻尼支承,对转子——轴承系统进行过临界转速时的振动主动控制的原理和依据。作为示例,就一个三圆盘双支承的转子系统进行计算机仿真。仿真结果说明了本文分析的正确性及其对采用变刚度阻尼支承系统实现挠性转子振动主动控制的的理论指导意义。     

基于恒位移测试的转子系统非线性支承刚度参数辨识研究

采用基于正弦扫频技术的恒位移测试方法来获取转子支承系统在一系列恒定位移幅值响应下的频响函数,并辨识转子支承的非线性刚度参数。首先对转子支承系统进行两端支承状态下的模态分析,得到转子系统在线性支承条件下的模态;然后采用正弦激励进行仿真测试,对转子支承进行不同水平的恒位移测试,通过模态分析得到不同响应水平下的模态参数,建立等效非线性参数与响应之间的关系,再结合等效线性化理论,识别非线性刚度参数。     

弹性支承双跨碰摩故障转子系统非线性特性

建立了弹性支承双跨碰摩及油膜故障20自由度转子系统的非线性动力学模型,并进行了数值分析.与刚性支承情况进行了对比,再用仿真试验进行了验证.结果表明,该系统具有明显的混沌特性,且碰摩间隙对弹性支承的非线性特性影响十分明显.弹性支承的转子系统比刚性支承非线性明显增强,混沌区域增大,实际工程中不容忽视.同时,仿真试验结果与数值分析结果基本一致,表明了数值分析结果的可靠性.     

磁悬浮轴承多自由度转子系统的协同控制建模与仿真研究

电磁轴承具有无摩擦和磨损、寿命长、无油污染等优点而具有广泛的应用前景.针对非线性、高维特性以及负载不确定性和大范围变化的磁悬浮支承的转子动力系统,建立了系统的原型模型,基于逆系统对系统进行非线性解耦伪线性化,并设计了对伪线性化系统的协同控制器,构建了基于协同控制策略的闭环控制系统,并对系统进行了仿真研究,仿真结果表明:经过逆系统解耦的磁悬浮轴承支承的多自由度转子动力系统,在协同控制作用下,系统具有无超调且响应速度快、抗负载干扰的鲁棒性强、稳态性能好等优点,与传统PID控制策略比较具有更好的动态性能和稳态性能.     

弹性支承转子系统应变能分析及其支承特性影响研究

本文以两支点弹性支承的转子系统为研究对象，基于旋转梁理论和有限元理论建立了转子系统动力学模型，在此基础上给出了应变能的计算公式，分别对转子和弹性支承进行了应变能分析，通过数值仿真分析了支点支承刚度、刚度不对称对转子系统的模态振型及相应的应变能分布的影响规律。研究结果表明：1)当支承刚度与转子刚度相近时，支承刚度变化对于转子系统动力特性变化非常敏感，系统模态振型和应变能分布随着支承刚度的增减将会表现出很大的差异。2)转子的应变能系数η可作为区分系统模态振型的重要参数。当η小于20%，转子基本不发生变形，视为刚体振型；在η超过80%时，变形主要发生在转轴上，可视为完全弯曲振型；η在20%～80%的范围，视为转子-支承的耦合振型。本文研究为弹性支承设计以及带弹支的转子系统的结构设计、运行和维护提供理论参考。     

电磁辅助支承的变刚度减振研究

对一种新型支承结构——电磁辅助支承的变刚度减振进行研究。电磁辅助支承的结构类似挤压油膜阻尼器，它直接将电磁执行器安装在主支承上，通过控制电磁执行器的电流可以改变整个支承的刚度和阻尼。该支承被应用于一单圆盘对称转子实验系统。通过对转子系统建模，仿真不同支承刚度下转子的振动响应，从而可采用变刚度来保证高速转子以较低的振幅平稳度过临界转速。实验结果证明在一阶临界转速附近，可取得70％的较好减振效果。