弹性支承高速喷漆涡轮系统动态特性研究

将一类高速喷漆涡轮系统机架与转子间精密滚动球轴承用约束矩阵来描述,进而将涡轮系统考虑成柔性,耦合双弹性梁,运用模态综合法建立其动力学模型。考虑转子前后两端喷杯及底盘偏心,建立双面离心力作用下的转子子系统强迫力模型。据此,研究了耦合系统固有频率,主模态等动特性,分析了转子末端动态响应。     

涡轮增压器叶轮流固耦合模态分析

为了研究流固耦合场对涡轮增压器叶轮模态参数的影响,采用基于湍流模型理论建立了涡轮增压器压气机的流场模型.并进行了流场网格划分和边界条件的加载.通过计算获得了流场内部的流速、压力分布,把流场压力分布加载到叶轮固体表面上,并计算考虑流固耦合场的叶轮模态.计算结果表明,流固耦合场主要影响叶轮结构的模态固有频率,对模态振型的影响较小.     

某空气涡轮起动机转子系统动力学特性分析

行星齿轮系统是某型空气涡轮起动机的重要组件之一,涡轮转子通过齿轮系统将动力输出,涡轮转子和齿轮系统耦合在一起.将齿轮啮合简化为一种特殊支承,支承刚度通过齿轮啮合刚度在轴心方向的投影得到.根据当量齿形法,采用石川模型计算得到齿轮的形变量及啮合刚度的平均值,基于Ansys经典界面,建立涡轮转子-齿轮系统简化有限元模型,对其...     

用自由界面模态综合法研究发动机—排气管—涡轮增压器系统的振动

将发动机整体系统分解成发动机主体和排气管+涡轮增压器两个子系统,分别建立动力学模型,然后用自由界面模态综合法进行系统综合,获得整体系统的振动模态和振动响应,计算结果与实验结果相吻合。计算得到的涡轮增压器轴承座处的振动响应,可以作为发动机对涡轮增压器转子的基础激励进行转子动力学研究。     

基于气热固耦合的涡轮模态分析

主要研究了气热固耦合场对涡轮模态参数的影响.采用基于k-ε湍流模型理论建立了涡轮的流场模型,进行网格划分和边界条件的加载.通过气热固耦合分析计算获得了流场内部温度和压力的分布,把气动力及温度载荷映射到涡轮结构上,并在此基础上进行了涡轮模态的计算.计算结果表明,气热固耦合场主要影响涡轮结构的模态固有频率,对模态振型的影响较小.     

涡轮增压器超高速轴承-转子动力学建模及模态参数识别

针对传统涡轮增压器超高速轴承-转子系统动力学建模精度不高、模态参数不易识别等问题，基于Timoshenko梁理论建立了涡轮增压器动力学模型及运动微分方程，利用锤击法试验对增压器不同激励位置、有无预紧力等工况下的模态参数进行了识别，并将理论与试验分析结果进行了对比验证。研究结果表明：激励涡轮增压器不同位置时，系统的激发模态不尽相同；预紧力对转子动力学分析结果具有重要影响，增加预紧力可显著提高转子刚度；建立的动力学模型和模态识别方法具有一定的准确性和适用性，可以为后续涡轮增压器结构优化设计、模态参数识别提供理论与试验基础。     

微型涡轮发动机转子系统振动性能研究

以某微型涡轮发动机转子系统为对象,建立了两种不同的有限元模型对转子系统进行了振动性能研究.在考虑轴承径向刚度的基础上,分析了支承刚度对转子系统振动性能的影响.     

某航空发动机附件传动系统的共振特性分析

采用集中质量法建立了某航空发动机传动系统的简化分析模型,并根据模型推导了系统的动力学方程,采用轴单元分析法对系统的固有模态进行分析,先后计算了系统中单根转子的固有模态和系统的耦合模态,通过对两种模态进行对比,发现耦合传动系统除了单轴模态和以某一单轴模态为主的弯扭耦合模态外,还派生出新的对齿轮耦合作用非常敏感的弯扭耦合模态。应用Campbell图分析了不同工作转速下转子的固有频率,为系统共振分析提供了依据。     

功率四分支齿轮传动系统的弯扭耦合振动固有特性研究

在轴承-转子系统动力学理论的基础上,考虑齿轮啮合效应和转子弯扭耦合效应,建立了功率四分支齿轮传动系统振动方程,求解自由振动的特征方程,获得了该系统耦合状态下的前14阶固有频率和振型,以及非耦合状态下前8阶固有特性。得出如下结论:1)系统结构的对称性导致部分转子的模态对称;2)系统的模态类型主要表现为两类形态:一类以某一转子振动为主,其他转子的振幅很小;另一类表现为复杂的多转子弯扭耦合振动;3)转子间的弯扭耦合对系统的固有频率和模态产生了很大的影响,在进行功率四分支齿轮传动系统的振动特性研究时,必须同时考虑转子弯扭耦合效应的共同作用。     

不同自由度耦合斜齿轮转子系统的振动特性

以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统为研究对象,考虑静态传递误差和齿轮几何偏心等因素的影响,建立了全自由度通用齿轮啮合动力学模型。将其与转子系统有限元模型进行耦合,建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型。转子系统采用梁单元模拟,齿轮之间的啮合通过啮合刚度矩阵和阻尼矩阵模拟,并分析了不同自由度耦合下系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明,考虑弯扭耦合和弯扭轴摆耦合会产生较多的弯扭耦合频率,响应计算结果出现的峰值点均对应系统的固有频率,而考虑弯扭轴摆耦合可以更好地表征系统的不同自由度的耦合振动情况。此研究结果可为齿轮耦合转子系统设计提供参考。     

RESEARCH ON MODELING AND CHARACTERISTICS OF THE SPINDLE DYNAMIC COUPLING ABSORBERING SYSTEM OF A SUPER－PRECISION SURFACE GRINDING MACHINE

The bearing is described by constrain matrix, and the spindle system of a NC surface grinding machine is simplified as elastic-coupling beam, then modal synthesis method is used to establish the dynamic model of beam. Moreover, the response of the end of rotor is analyzed, and the natural frequency, principle mode and other dynamic characteristics of the coupling system are studied, the law of bearing stiffness to coupling frequency and amplitude of rotor is also found. Finally, according to the actual condition, a dynamic absorber is designed. The simulation and experimental results show that the amplitude of spindle can be declined effectively when the dynamic absorber is attached.     

气浮支承高速喷漆涡轮稳定性分析

建立一类气浮支承高速喷漆涡轮非线性动力学模型,研究了其动态承载力随轴承各参数和系统静平衡点随转速变化的规律,给出了工作状态下的系统最低失效速度,以及轴承轴颈间隙与最低失效速度之间的内在关系,进而探讨了各种工况下系统的运动稳定性及失效条件.     

一类气浮支承高速喷漆涡轮运动稳定性和轴心轨迹的研究

建立了一类气浮支承高速喷漆涡轮非线性动力学模型。基于数值分析理论，在宽转速范围内分析了气浮支承喷漆涡轮系统的运动稳定性和动态响应，研究了在工作和非工作状态等参数点处的时间历程曲线、相图和轴心轨迹图，得出了系统发生霍普夫(Hopf)分岔的临界值范围及轴心轨迹随轴承轴颈间隙的变化规律。     

Dynamic analysis of three-dimensional helical geared rotor system with geometric eccentricity

A dynamic model of a multi-shaft helical geared rotor system is presented. Rotating shafts of the system are modeled as Timoshenko beams. A general three-dimensional dynamic model of helical gear pairs with geometric eccentricity is developed for the gear mesh and bearing flexibility is included in the model as well. The transmission error and gear geometric eccentricity are simulated as excitations. Eigenvalue solution and the modal summation technique are used to predict the natural frequencies and forced responses of the system. Then two geared rotor system models are presented for validation of the gear dynamic model. It is demonstrated that the gear mesh model is effective for general geared rotor systems, spur and helical gears, one-stage and multi-stage systems. Finally, forced responses of an example system are analyzed to demonstrate the influences of the helical gear geometric eccentricity and the coupling between gear geometric eccentricity and rotor mass unbalance.     

Dynamic characteristics of the rotor in a magnetically suspended control moment gyroscope with active magnetic bearing and passive magnetic bearing

For a magnetically suspended control moment gyroscope, stiffness and damping of magnetic bearing will influence modal frequency of a rotor. In this paper the relationship between modal frequency and stiffness and damping has been investigated. The mathematic calculation model of axial passive magnetic bearing (PMB) stiffness is developed. And PID control based on internal model control is introduced into control of radial active magnetic bearing (AMB), considering the radial coupling of axial PMB, a mathematic calculation model of stiffness and damping of radial AMB is established. According to modal analysis, the relationship between modal frequency and modal shapes is achieved. Radial vibration frequency is mainly influenced by stiffness of radial AMB; however, when stiffness increases, radial vibration will disappear and a high frequency bending modal will appear. Stiffness of axial PMB mainly affects the axial vibration mode, which will turn into high-order bending modal. Axial PMB causes bigger influence on torsion modal of the rotor.     

柔性磁悬浮转子动态特性的研究

主要研究了柔性磁悬浮转子的动态特性,并建立了求解其固有频率和振型的理论与计算模型.分析了支承刚度对磁悬浮转子固有频率的影响,对柔性磁悬浮转子的动态特性的研究和认识有助于改善磁力轴承的结构设计,并对磁力轴承的控制系统研究具有重大意义.     

基于显式有限元的转子不平衡与轴承故障耦合分析

为分析转子不平衡与轴承故障耦合振动特征及产生机理,在对转子不平衡与轴承故障耦合状态下受力分析的基础上,基于虚位移原理的增广拉格朗日法建立轴承运动控制方程,运用LS-DYNA建立转子-轴承系统二维显式动力学有限元模型,分析了故障耦合状态下轴承振动加速度、转子轴心运动轨迹,探明了转子不平衡-轴承缺陷耦合故障冲击响应特征及转子轴心运动轨迹突变机理,并通过试验进行了验证。结果表明:转子不平衡与轴承外圈故障耦合状态下,轴承座测点位置故障特征频率被转频调制,冲击幅值随转频变化;转子轴心轨迹呈椭圆形,且缺陷位于轴承承载区时,转子轴心轨迹存在突变。     

含柔性转子的齿轮-轴承系统动态特性分析

为了分析齿轮系统动力学中的全耦合振动,提出采用虚拟样机建模的方法,将柔性转子引入到啮合耦合系统中,考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙和轴承间隙的影响,建立齿轮-柔性转子-轴承系统虚拟样机模型,通过求解模型的动力学方程得到系统的非线性动力学响应。仿真结果表明:考虑柔性转子的耦合系统,啮合冲击峰值下降明显;转子柔性增加,齿轮低频扭转振动出现"拍"现象;高速轻载时啮合振动非线性特性增强;轴承间隙增大使啮合力振动幅值显著增大。     

两种载荷下掘进机截割头转子系统动力学分析

为了研究不同截齿载荷条件下（锐利截齿和磨钝截齿）掘进机截割头和悬臂系统的动力学特性，建立了掘进机截割头-转子-轴承系统的弯扭耦合非线性动力学模型。考虑截割头和转轴之间的花键啮合间隙、滚动轴承接触的非线性因素影响下，推导了掘进机截割头转子系统的动力学微分方程。然后对受到时变载荷下的截割头转子系统动态响应特性进行了分析:在锐利截齿条件下，截割头转子系统在低转速n∈［15，20］时处于混沌和拟周期运动状态，提高转速后系统处于周期运动状态;在截齿磨钝条件下，截割头转子系统的振动明显加剧，混沌运动范围增大，频率幅值波动明显。结果表明：在给定截割煤层硬度、切削厚度等前提下，随着截割转速的升高，系统由混沌运动向周期运动转变。动态分析结果为掘进机的减振和动态设计提供了理论依据。     

挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统的非线性响应分析

为了研究转子系统非线性动力学响应,建立了挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统动力学模型。在转子系统模型中,考虑了转子、滚动轴承及挤压油膜阻尼器之间的相互耦合作用,并充分考虑了滚动轴承的间隙、非线性赫兹接触和挤压油膜阻尼器非线性油膜力等。运用数值积分方法分析了转子转速、支承刚度以及挤压油膜阻尼器油膜间隙对系统动力响应的影响,并结合分岔图、频谱图、Poincaré映射图和轴心轨迹图分析了转子系统的非线性动力学响应。结果表明:转子系统当转速较高、支承刚度较大或挤压油膜阻尼器油膜间隙较大时,转子系统容易出现拟周期运动。