双盘悬臂柔性转子—挤压油膜阻尼器系统的突加不平衡和加速响应特性

建立了双盘悬臂柔性转子—同心型挤压油膜阻尼器 (SFD)系统的运动微分方程 (定常转速和定常加速 )及突加不平衡响应方程 ,分析了系统参数对于突加不平衡响应的影响和加速通过双稳态响应区的突加不平衡及加速响应特性。研究结果表明 :系统参数的变化对突加不平衡响应的变化有较大的影响。对于加速通过双稳态响应区的突加不平衡响应 ,突加不平衡发生在不同的转速比区 ,响应走的路径也不相同 ;不同的盘上发生突加不平衡 ,对于不同临界响应有影响 ;对应两个盘上不同的不平衡量 ,不同阶临界转速处的加速度响应特性不同 ;当悬臂盘距 SFD轴承支承的相对长度较大时 ,系统整体的加速度响应特性较好 ,但突加不平衡后的瞬态振幅也较大。     

双盘悬臂柔性转子—挤压油膜阻尼器系统的突加不平衡加速响应特性

建立了双盘悬臂柔性转子－同心型挤压油膜阻尼器（ＳＦＤ）系统的运动微分方程（定常转速和定常加速）及突加不平衡响应方程，分析了系统参数对于突加不平衡响应的影响和加速通过双稳态响应区的突加不平衡及加速响应特性。研究结果表明：系统参数的变化对这估加不平衡呼应的变化有较大的影响。对于加速通过对双稳态响应区的突加不平衡响应，突加不平衡发生在不同的转速比区，响应走的路径也不相同；不同的盘上发生突加不平衡，对于不     

双盘柔性转子突加不平衡瞬态响应研究

转子系统在运转过程中可能由于叶片断裂等原因造成自身不平衡量突然增大,转子系统在突加不平衡条件下的响应特性是一个很值得关注的问题。运用传递矩阵法建立了双盘转子系统的运动微分方程,以Newmark-β积分法求解,模拟对比了转子系统在稳态和瞬态两种运转状态下的突加不平衡响应。结果表明:加速起动下转子越过临界转速后突加不平衡引发的震荡波动与自然波动频率一致;震荡波动的最大振幅与阻尼、突加不平衡总量及系统瞬时转速相关,波动的持续时间主要受系统阻尼影响;不同盘上发生突加不平衡,对临界转速处的响应振幅影响不同。     

考虑油膜惯性力时Jeffcott转子—挤压油膜阻尼器系统的突加不平衡响应特性

转子系统的不平衡呈可能由于偶然的原因而突然增大，转子系统在突加不平衡作用下的响应特性是一个很值得关心的问题。本文首先建立转子系统的微分方程，然后在考虑油膜惯性力的情形下，分析了转子的突加不平衡响应，并和不考虑惯性力的结果进行了比较。研究表明，考虑惯性力后，对常转速下的突加不平衡响应，瞬态响应的时间和振幅都减小了。对加速通过双稳态响应区时的突加不平衡响应，如突加不平衡发生在双稳态响应区之前，响应将沿     

转子系统穿越临界转速瞬态响应的振幅特性分析

由于不平衡质量的作用,转子系统在起动或停车过程中穿越临界转速时会产生很大的振动,严重时会造成转子破坏。研究了转子在瞬态响应中的振幅特性,通过调整转子加速度、支承刚度以及阻尼,分析各参数变化对转子共振振幅的影响。结果表明,选取适当的参数,可以有效减小转子系统的振幅,使转子平稳地穿越临界转速的共振区。     

单双盘转子稳态和瞬态响应对比分析

为了解转子稳态响应和瞬态响应振幅及临界转速的差别,以及加速度对转子瞬态响应的影响规律,对Jeffcott转子、单盘悬臂转子和双盘转子进行了稳态和瞬态响应的对比分析。分析结果表明：瞬态响应振幅峰值要小于稳态响应,临界转速也略有变化;加速度越大,振幅越小,临界转速越大。     

双盘转子系统各参数对转子瞬态响应影响的研究

为了研究双盘转子系统各参数对转子瞬态响应的影响,笔者运用传递矩阵法建立了双盘转子系统的运动微分方程,利用Simulink动态仿真系统对双盘转子进行了数值仿真,着重分析了不平衡量、加速度、支承刚度、阻尼、支承位置等参数对转子瞬态响应的影响。分析结果表明:不平衡量与振幅呈线性关系,不平衡量增大,振幅增大;加速过程中加速度增大,振幅减小,临界转速增大;减速过程中加速度增大,振幅减小,临界转速减小。分析结果对于研究航空发动机转子的瞬态动平衡方法、转子结构的合理设计、发动机工作过程加速、减速要求都有着理论指导意义。     

同心与非同心挤压油膜阻尼器减振特性对比试验研究

针对某小型涡扇发动机低压转子的减振设计问题,开展同心与非同心挤压油膜阻尼器（SFD）的减振特性对比试验研究。设计了与发动机低压转子主体结构和动力特性一致的低压模拟转子,在高速旋转试验器上,分别对带同心SFD与非同心SFD的低压模拟转子进行全转速范围内的动力特性试验,研究了油膜供油压力与不平衡量大小对SFD减振特性的影响。结果表明：非同心SFD会使转子系统临界转速降低;油膜供油压力对非同心SFD减振特性的影响比同心SFD更显著;同心SFD可承受比非同心SFD更大的转子不平衡量,但在较小的不平衡量范围内,非同心SFD的减振效果更好。     

有初弯的单盘不平衡转子等加速过临界时的瞬态响应分析

以具有初始弯曲横置Jeffcott转子系统为研究对象,建立含有初始弯曲和加速度项的运动微分方程。通过数值分析,就不同初始弯曲、不平衡和外阻尼对转子加速过临界时的动挠度、相位角和进动角速度的变化规律进行了详细的讨论。结果表明:在转子达到临界转速时,转子的动挠度幅值随着初始弯曲的增加或者外阻尼的减小而迅速增加;不平衡对转子在临界转速前后的动挠度影响较为明显,并且近似呈线性关系变化。不同的外阻尼和不平衡对转子系统的相位角和进动角速度变化都有较大的影响。     

汽车发动机风扇悬臂转子动力学特性分析

对汽车发动机风扇转子及其支承轴承进行受力分析,采用改进的传递矩阵法对转子系统结构进行分析,建立风扇悬臂转子动力学模型,采用数值迭代法求解.并以某汽车风扇发动机悬臂转子为研究对象,分析轴承间距、带轮张紧力、悬臂长度、转速对风扇悬臂转子临界转速和不平衡响应的影响,结果表明:转子系统1阶临界转速随轴承间距和带轮张紧力变化不明...     

主动弹支干摩擦阻尼器控制转子突加不平衡响应的研究

建立了弹支干摩擦阻尼器——转子系统突加不平衡响应的计算模型,理论分析和实验验证了转子系统突加不平衡响应特性。结果表明,主动弹支干摩擦阻尼器能够有效控制转子系统突加不平衡的振动响应;并且,当动、静摩擦片之间压紧力增大时,将随之使振动幅值减小、瞬态过程缩短。实验与理论分析结果吻合较好。     

双盘裂纹转子非线性响应特性

研究了轴上含有横向裂纹 ,刚性支承带有居中盘和悬臂盘的双盘裂纹转子的非线性动态响应。考虑轴旋转过程中裂纹的开闭 ,推导出双盘裂纹转子的运动方程。采用仿真计算的方法 ,分析了转速、裂纹深度、外阻尼比的变化对响应的影响 ,并且研究了盘的摆振与横向振动的区别。结果表明 ,裂纹转子随转速变化 ,响应会出现丰富的非线性特征 ;裂纹深度的增大 ,会导致系统响应出现分叉与混沌 ;外阻尼可以有效抑制非线性响应 ;盘的摆振对于裂纹的出现 ,较之横向振动 ,包含有明显的高次谐波分量 ,易于识别     

Analytical study on effect of a circumferential feeding groove on unbalance response of a flexible rotor in squeeze film damper

Of recent years, a series of researches have shown that a circumferential feeding groove of squeeze film damper (SFD) has evident effect on fluid film forces in SFD. Therefore, the feeding groove also affects dynamic responses of a rotor in SFD. Present work studies the effect of the feeding groove on unbalance response of a flexible rotor in SFD based on new film force models that include effects of the feeding groove and fluid inertia on dynamic characteristics of the fluid film in SFD. Compared with the published work, unbalance responses predicated under considering effect of the feeding groove on the dynamic characteristics in SFD are small, and rotor speed region for unbalance responses with multiple solutions is different, affecting the stability of a rotor system. And the effect of the feeding groove on the unbalance response is related to action of fluid inertia.     

挤压油膜阻尼器-转子系统碰磨分叉的参数特性研究

研究支承在挤压油膜阻尼器上的单盘转子系统的碰磨故障的分叉响应特性。详细分析系统各参数对系统非线性响应特性的影响。发现系统参数具有很强的耦合特性，这种特性使系统响应呈现更加复杂的运动状态，转速比对系统响应的影响很大，但系统如果保持在一定的转速比区间内，系统依然可以保持稳定的周期状态，不平衡参数对系统响应的影响较大，而挤压油膜阻尼器对系统有很好的减振作用，尤其是在高转速区效果更加明显，取较大的碰磨摩擦因数，可以使系统响应处于周期响应区。     

橡胶支承转子不平衡响应试验研究

通过数值计算和实验研究橡胶支承柔性转子系统的不平衡响应。采用基于Timoshenko连续梁理论的有限单元法分析实验转子的临界转速、模态振型和不平衡响应。用Kelvin-Voigt线性粘弹性模型表示橡胶的动态特性。结果表明,使用损耗因子为0.1~0.4的常用橡胶材料可极大地降低转子系统的临界振动响应。3种不平衡量值时,转子一阶临界转速和振幅的试验和数值计算结果吻合较好。受橡胶材料非线性特性的影响,实验和数值计算结果间的偏差随不平衡量的增加而增大。     

透平机械三转子四支撑轴系不平衡振动特性

针对汽轮机、压缩机等透平机械三转子四支撑轴系经常发生不平衡振动现象,研究轴系中各转子振型不平衡的响应特性。采用有限元法构建三转子四支撑轴系动力学有限元模型,分别在各跨转子上施加一阶、二阶弯曲振型不平衡,分析高低转速下轴系的涡动轨迹,以揭示各转子振型不平衡与轴系振动响应的关联。通过搭建的三转子四支撑轴系转子振动实验台,开展各跨转子不平衡激励下轴系振动响应测试,分析共振点和幅、相频特性,得出结论:这类轴系跨内加重振动响应由轴系模态振型和激励类型共同决定,兼具有转子外伸端振动特性。该结论可为消除这类三转子四支撑轴系不平衡故障提供参考。     

Effects of unbalance location on dynamic characteristics of high-speed gasoline engine turbocharger with floating ring bearings

For the high-speed gasoline engine turbocharger rotor, due to the heterogeneity of multiple parts material, manufacturing and assembly errors, running wear in impeller and uneven carbon of turbine, the random unbalance usually can be developed which will induce excessive rotor vibration, and even lead to nonlinear vibration accidents. However, the investigation of unbalance location on the nonlinear high-speed turbocharger rotordynamic characteristics is less. In order to discuss the rotor unbalance location effects of turbocharger with nonlinear floating ring bearings(FRBs), the realistic turbocharger of gasoline engine is taken as a research object. The rotordynamic equations of motion under the condition of unbalance are derived by applied unbalance force and nonlinear oil film force of FRBs. The FE model of turbocharger rotor-bearing system is modeled which includes the unbalance excitation and nonlinear FRBs. Under the conditions of four different applied locations of unbalance, the nonlinear transient analyses are performed based on the rotor FEM. The differences of dynamic behavior are obvious to the turbocharger rotor systems for four conditions, and the bifurcation phenomena are different. From the results of waterfall and transient response analysis, the speed for the appearance of fractional frequency is not identical and the amplitude magnitude is different from the different unbalance locations, and the non-synchronous vibration does not occur in the turbocharger and the amplitude is relative stable and minimum under the condition 4. The turbocharger vibration and non-synchronous components could be reduced or suppressed by controlling the applied location of unbalance, which is helpful for the dynamic design, fault diagnosis and vibration control of the high-speed gasoline engine turbochargers.     

Large displacement analysis of elastically constrained rotating disks with rigid body degrees of freedom

A central aspect of the linear vibration theory of rotating disks involves the concept of critical speeds. At such rotation speeds an axisymmetric disk can support a standing wave as recorded by a stationary observer. In such situations an applied space fixed constant force can give rise to a resonance in the disk. Such a response is of concern in industrial applications as diverse as circular saw blades and computer floppy disks. In such situations the magnitude of response may exceed the limits of linear theory. The present paper is concerned with the effects of large displacements upon the disk response in the neighborhood of such critical speeds. The effects of geometric nonlinearities and the influence of rigid body tilting and translation (caused by the boundary conditions) are considered. The equations of motion are based on Von Karman plate theory. The eigenfunctions of two self-adjoint eigenvalue problems, corresponding to the stress function and the transverse displacement, are determined and used as approximation functions in a numerically efficient Galerkin formulation. The coupled nonlinear ordinary differential equations of motion are solved using the Runge–Kutta method. Numerical results are presented for disks that are free to translate and rotate at their inner boundary and are constrained from lateral motion by space fixed linear springs. The effects of vibration magnitude on system response in the sub and super-critical speed regions are computed and the effects of large displacements on critical speed behavior and forced response are investigated. Experiments are conducted to verify the accuracy of the numerical results obtained in this paper.