柴油机排气消声系统地震冲击响应分析

为满足某些对安全性能要求较高场合的使用要求，需要在研究冲击作用下柴油机排气消声系统的结构响应，确保系统在地震等突发冲击作用下的可靠性。运用ANSYS/LS-DYNA分析软件，计算了某柴油机排气消声系统在核电站运行基准地震（OBE）和安全停堆地震（SSE）作用下的结构响应和应力分布。结果表明，在地震冲击作用下，排气消声系统满足抗震要求，没有特殊的应力集中，整体结构设计基本合理。通过应力分布情况给出了结构设计的改进意见。     

轴承周期冲击激励下发动机薄壁支承结构响应机理研究

燃气涡轮发动机轴承故障频发,然而,轴承故障信号经过复杂的薄壁结构传至机匣表面衰减严重,致使基于振动信号分析的轴承故障诊断难度增大。为此,从轴承故障特征产生机理出发,在薄壁支承系统固有特性分析的基础上,基于周期冲击激励与振动响应时频域关联分析,阐释了轴承冲击激励下,复杂薄壁支承结构测点的响应特征。相关结论可以为基于共振解调的轴承故障诊断提供参考,对具有薄壁支承结构的燃气轮机轴承故障预警或诊断有一定的参考价值。     

含轴承间隙的转子非对称支承等效力学特性模拟分析方法

轴承间隙与支承非对称广泛存在于旋转机械系统中，是转子振动跳跃、偏移、反进动等复杂振动特性产生的主要影响因素。工程中对两者耦合影响下的复杂振动机理阐释不清，相关的等效力学模拟方法也各有局限。为此提出一种含轴承间隙的非对称支承结构等效力学特性模拟分析方法。通过支承结构的周向分解，解决了现有等效力学模拟方法难以同时模拟轴承间隙与支承非对称的问题。通过对典型发动机转子系统的分析对所提方法有效性进行了验证。结果显示轴承间隙与支承非对称共存时，系统会同时表现频率分离，振动跳跃与偏移现象，并且轴承间隙与支承非对称的影响相互耦合。所提模拟方法为工程中此类复杂振动问题产生机理的深入分析奠定了基础。     

滚动轴承不同损伤程度振动特征实验研究

轴承是各类机械设备广泛使用的支撑构件,它的状态决定着机械设备的运行周期。振动是实现轴承状态监测的主要手段,轴承出现故障时,通过振动信号分析可以确定故障部位,同时不同的损伤程度也会造成信号特征的变化。通过模拟实验研究轴承不同损伤程度下的信号特征变化规律,进而指导实际故障诊断过程中轴承损伤程度的识别。首先,预置滚动轴承内圈、外圈及滚动体不同程度的损伤;然后,开展不同损伤程度的故障模拟实验;最后,利用包络解调方法分析不同损伤程度下的实验数据,总结振动信号变化规律及特点。     

薄壁机匣发动机轴承位置不平衡响应矢量逆推方法

整机动平衡相较传统工艺动平衡可大幅提高整机不平衡振动控制效率;由于发动机振动测点位于薄壁机匣支承结构表面,无法直接测得轴承位置的不平衡响应矢量,使整机动平衡难度增大。为此,提出一种基于机匣外部测振信号的轴承位置不平衡响应矢量逆推方法;虑及薄壁机匣支承结构动力特性的影响,通过仿真分析结合试验获得测点振动响应与轴承位置不平衡激励之间的影响函数矩阵;利用该函数矩阵及机匣外部振动测点实测响应逆推轴承位置不平衡响应矢量。通过对典型双转子发动机高保真机匣系统的数值仿真分析,验证了该方法的有效性;对于实现发动机转子不平衡矢量逆推以及整机振动控制具有工程应用价值。     

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。     

面向燃机多工况宽频域工作模态参数识别的随机子空间方法

面向燃气轮机工作状态下多工况、宽频域模态参数识别需求，在对典型燃机整机振动模态分析的基础上，虑及测试数据类型、测点位置与方向的选取及不同运行工况影响，提出一种针对燃机整机工作模态参数识别的随机子空间方法。基于实测振动数据，对典型燃机工作模态参数进行了自动划分识别。结果表明：通过分别控制行块数，充分挖掘位移、速度、加速度三种类型数据包含的不同频段模态参数信息并对识别结果择优合并，能够较好识别出数十倍于燃机工频的宽频域模态；合理选取测点位置和方向，能够得到关心频段内局部或整体模态；利用多转速运行工况数据，能够区分出受转速影响的整体模态。实现了对燃机整机振动宽频域范围内整体和局部模态、机匣和转子模态的识别，可为在此基础上的动力特性分析、整机动力学模型修正、结构振动状态评估、振动故障特征提取等提供支撑。