汽轮机寿命监测系统

将汽轮机转子作为监测对象,确定其基本信息和热应力分布情况.从转子疲劳寿命损耗和高温蠕变寿命损耗两个方面给出转子寿命损耗的计算方法,设计并实现了汽轮机寿命监测系统,以实现汽轮机寿命监测与管理的任务.     

旋翼飞行机器人的动力学建模与容错自适应控制

针对目前无人飞行器在受限环境执行作业时操控性和安全性不足的问题,设计了一种基于旋翼动力的碟式自主旋翼飞行机器人(rotor aerial robot,RAR),采用内置桨叶和冗余执行机构以增强飞行器的安全性和容错能力,采用内、外双旋翼系统和碟式机体构架以提高空气动力特性和操控性能.运用牛顿-欧拉方法建立了系统的6自由度(six-degrees-of-freedom,6-DOF)动力学模型,根据模型执行环节易受气动干扰或故障等因素影响而出现参数不稳定的问题,设计了容错自适应控制方法,在Matlab/SIMULINK环境下以飞行器的侧向通道控制为例进行了仿真实验,验证了旋翼飞行机器人具有良好的操控性和鲁棒性.     

Intelligent fault inference for rotating flexible rotors using Bayesian belief network

Flexible rotor is a crucial mechanical component of a diverse range of rotating machineries and its condition monitoring and fault diagnosis are of particular importance to the modern industry. In this paper, Bayesian belief network (BBN) is applied to the fault inference for rotating flexible rotors with attempt to enhance the reasoning capacity under conditions of uncertainty. A generalized three-layer configuration of BBN for the fault inference of rotating machinery is developed by fully incorporating human experts’ knowledge, machine faults and fault symptoms as well as machine running conditions. Compared with the Naive diagnosis network, the proposed topological structure of causalities takes account of more practical and complete diagnostic information in fault diagnosis. The network tallies well with the practical thinking of field experts in the whole processes of machine fault diagnosis. The applications of the proposed BBN network in the uncertainty inference of rotating flexible rotors show good agreements with our knowledge and practical experience of diagnosis.     

风扇级负荷对其进口总压畸变响应特性影响研究

基于不同转子级负荷下的风扇压气机叶排实验特性,应用畸变传递的矩阵分析模型,对不同级负荷下的风扇压气机转子叶排、静子叶排的容进口总压畸变特性进行了详细分析,初步建立了级负荷对总压畸变及其沿轴流压气机叶排衰减特性影响规律。计算结果表明,提高转子级负荷在设计工况附近能有效提高转子叶排容总压畸变能力,但在接近失速工况下其容总压畸变能力明显降低;不同转子负荷下其后静子叶排容畸变特性存在明显差异,这对合理选择风扇压气机设计级负荷尤为重要。     

基于非结构嵌套网格的旋翼前飞流场计算

发展了一种基于线性弹簧理论的非结构动态嵌套网格方法,通过求解非定常Eu ler方程模拟了旋翼的前飞流场。根据距离参数快速生成便于计算的两个重叠网格子域,利用运动区子域网格的转动来模拟旋翼的旋转运动,并对其运用线性弹簧动态网格技术来处理旋翼的挥舞和变距运动。发展了一种快速查找插值贡献单元的方法,无需建立Inverse网格,提高了计算效率和精度。使用高效双时间方法分区求解非定常Eu ler方程,两个子域的流场参数在重叠区进行耦合。计算了旋翼的两种前飞状态,所得结果与实验和文献结果都很吻合。     

对百万千瓦级THDF系列发电机主要设计参数取值合理性的分析

从发电机运行可靠性角度,对SIEMENSKWU公司提供的百万千瓦级THDF系列发电机主要设计参数取值合理性进行了初步分析。内容包括:气隙取值及其对发电机短路比的影响;转子本体直径取值及其对转子护环受力状况的影响;风扇压头取值及其对发电机转子绕组、铁心压圈温升的影响。     

轴封槽简化对汽轮机转子热应力计算结果的影响

利用ANSYS有限元分析软件对135 MW机组汽轮机有无中心孔的转子进行冷态起动条件下热结构耦合计算,得出在相同边界条件和初始条件下存在轴封槽及其简化为光轴时的应力和应变。选取调节级和中压第1级的相应特征点,对轴封槽简化前后计算结果进行对比分析,表明轴封槽模型适合于精确计算,而简化为光轴模型的计算结果偏于安全。结果为确定汽轮机转子危险截面的计算提供了参考。     

质量不平衡转子的弯扭耦合振动分析

对Jeffcott质量不平衡转子建立弯扭耦合振动方程。利用小参数法,得到该耦合振动方程的解析解,并给出数值仿真结果。理论分析与计算表明:弯振与扭振是相互耦合的,质量偏心是耦合的前提;转子在圆频率为ω1的外部激励作用下,通过弯扭耦合,主要激发出频率为|Ω-ω1|的扭振。当转子有频率为ωT1的外扭矩作用时,将主要激励产生|Ω±ωT1|频率成分的弯振;转速Ω等于转轴扭振固有频率ωt0与弯振固有频率ω0之和或之差时,可能发生弯扭耦合共振;当外激励的频率为弯振(或扭振)固有频率时,也会激发出较大的扭振(或弯振);弯扭耦合共振导致转子损坏的可能性很小,可为故障诊断提供有益的信息。     

液体媒质超声波电机转子稳定性理论和实验研究

液体媒质超声波电机定、转子不直接接触,利用液体媒质驱动转子旋转,是超声波电机新的研究方向。在液体媒质超声波电机中,转子的稳定性是一个关键问题。该文利用有限元分析软件CAPA和ANSYS,分析了在受到电压激励时电机内液体媒质的声流速分布。通过仿真发现,液体媒质同时存在切向流动和径向流动,是一种紊流,速度的大小和方向与激励电压和液体参数密切相关。切向流动推动转子旋转,而径向流动作用在转子上,引起了转子不稳定。为了分析方便,假设转子轴不固定,径向流动对转子的作用可通过弹簧和质量块构成的单自由度系统模拟,这样转子的稳定性可利用转子的振动频率衡量。通过实验研究了电机激励电压、转子厚度、液体媒质的高度及类型与转子振动频率的关系,为提高转子稳定性、优化电机设计提供了参考依据。     

直线同步电机动子位置检测方法研究

准确、可靠的转子位置检测是磁场定向控制同步电机系统运行的必要条件。针对高速磁浮列车用长定子直线同步电机的特点,提出了一种基于电感式传感器和DSP的电机动子位置检测新方法。介绍了电感式传感器的硬件结构及其实现电机齿槽信号的检测原理,阐述了DSP获取动子位置的计算方法。分析了检测精度和检测误差,并提出了几点改进措施。在高速磁浮列车定位测速试验系统中的实验表明,该检测方法的检测精度达到对应长定子直线同步电机线圈周期的3o,满足高速磁悬浮列车运行控制的要求。