不平衡转子弯扭耦合外激励振动特性

以两端刚性支承垂直安装转子为研究对象,推导了不平衡转子弯扭耦合振动微分方程,对该非线性微分方程进行了理论定性分析,解出了弯曲、扭转振动响应所包含的频率成分,并对不平衡转子弯振和扭振特性进行了数值仿真:转子在角频率为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,当转子有角频率为ωt1的外扭矩作用时,将主要激励产生|ω±ωt1|频率的弯振.仿真计算结果与理论分析是一致的,分析结果为立式转子弯扭耦合共振故障诊断提供了理论依据.     

转子动态过程弯扭耦合振动的仿真和实验

利用弯扭耦合振动微分方程,仿真研究了弯曲振动与扭转振动的相互影响。研究结 果表明,轴系上的不平衡使得弯曲振动和扭转振动之间产生耦合,导致轴系上发生扭转振动。 当轴系上发生扭矩冲击时,将发生频率为固有频率的扭转振动,弯振的振幅稍有增大。实验 研究证实了仿真研究的结果。仿真研究表明,当轴系转速在弯扭耦合区而没有发生弯扭耦合 时,扭矩冲击可能会导致转子发生较大的弯曲振动和扭转振动。     

高层建筑三维结构横风向弯曲耦合振动的稳定性

研究了高层建筑结构横风向的弯曲和扭转的耦合弛振。通过微元法建立了高耸结构的横向弯曲和扭转耦合弛振的方程式,并进行了解耦和分析。基于气流与结构间夹角的关系,对引起结构弯曲和扭转的气动力进行了分析。对固结于地面或是基岩之上的高耸结构弯扭耦合弛振的稳定性条件进行了研究。提出了一个新的求弛振的临界风速计算的简便公式,并给出了算例。算例表明:所提出的公式和对结果的分析是有效的,可以很方便地应用到工程实际中。     

计算轴扭振频率的图解——能量法

一、轴的扭转振动的研究在工程中有着实际意义。工程中轴的扭转振动常简化成直轴的扭转振动。在轴的线性扭转振动中,为避免“共振”需求出轴扭振的固有频率。直轴扭振固有频率可列成为一个二阶线性常微分方程组(文献〔1〕)。二阶线性常微分方程组的求解在数学理论上是早已解决了的,然而由于具体求解时计算的繁杂,因而在工程中对轴的扭振固有频率的计算提出各种方法。其中在工程中应用较广的是Holzer在1921年所提出的剩余扭矩表格法(残矩法)〔1〕。Klotter,K.〔2〕全面总结、比较过1947年以前提出的各种主要方法。但由于简化它的计算,使能迅速求出轴扭振的固有频率,在工程设计中有实际意义,所以直到最近还有方法提出来〔4、6〕。其中有对〔4〕的讨论〔5、6〕。Holzer法虽可按一定表格,逐次假设频率,重复循环计算,最后从剩余扭矩为零时得到固有频率,但计算量大。尤对于经验较少的计算者,按表格法进行计算,要得到一个固有频     

汽轮发电机组轴系弯曲和扭转振动的耦合作用

提出了汽轮发电机组轴系弯曲和扭转振动耦合问题。针对具有集中参数的简化轴系模型，建立了考虑弯曲和扭转耦合效应的振动方程，初步阐述了弯扭耦合的作用机理，论证了机组轴系耦合作用的存在性，给出了数值例证     

基于Hilbert变换的轴系扭振信号分析

扭转振动是轴系常见的振动形式之一,扭转振动将引起轴系材料的疲劳积累,最终导致轴系破损事故,所以扭振的测量非常重要.应用高精度光电编码器测取扭振信号,当扭振发生时,编码器输出的脉冲信号产生疏密变化,扭振信号对编码器输出的脉冲信号进行频率调制.用希尔伯特变换对调制信号进行解调,直观地得到了整个扭振信号的角位移与角速度波形.对调制信号进行了频谱分析,得出扭振频率与激励信号的频率相一致.研究结果为以后将轴系扭振信号用于回转系统状态监测与故障诊断提供了依据.     

齿轮-轴系耦合系统振动特性有限元分析

以某机组齿轮传动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了某齿轮传动 系统的齿轮-轴系耦合系统振动有限元模型。分别对该系统未耦合齿轮转子系统和齿轮-轴系耦合系统进行了弯 曲模态和弯扭耦合模态进行了对比分析,分析了啮合刚度对耦合转子临界转速的影响。在此基础上,对未耦合和耦 合齿轮系统进行了不平衡响应研究。研究结果为齿轮-轴系耦合系统的动力学设计提供了一定的理论参考。     

齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动的新模型

本文指出目前文献中齿轮－转子－轴承系统弯扭耦合振动数学模型的不足，通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对动态啮合力的影响，建立了新的弯扭耦合模型，在此基础上给出了系统弯扭耦合振动的振动方程组，更全面地描述了系统的振动特性。     

柴油机活塞-曲轴系统的动力学分析

作为内燃机中重要的部件之一,形状复杂的曲轴承受着大小与方向周期性变化的激振力,在工作过程中曲轴将产生弯扭耦合的振动力学现象,因此,深入开展内燃机曲轴系统动力学特性研究具有较高的理论价值和重要的实际意义.以单缸柴油机为例,对曲轴轴心在气缸扭转力矩的作用下的轨迹进行了仿真,得到了轴心的响应曲线,并对其结果进行了分析.结果表明:数值计算结果与解析分析结果有较好的一致性.     

齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动的新模型

本文指出了目前文献中齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动数学模型的不足，通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对动态啮合力的影响，建立了新的弯扭耦合模型，在此基础上给出了系统弯扭耦合振动的振动方程组，更全面地描述了系统的振动特性。     

弯扭耦合齿轮传动系统固有频率与振型计算的传递矩阵法

对齿轮传动系统弯曲和扭转两种振动形式进行了综合分析,导出了计算系统耦合情况下 的固有频率与振型的传递矩阵公式。计算结果表明,考虑弯曲振动和扭转振动耦合情况的齿轮系 统的固有频率与不考虑耦合情况的计算结果相差很大,因而对齿轮系统的设计具有重要意义．     

斜交弧齿锥齿轮耦合多转子系统振动分析方法

为解决斜交弧齿锥齿轮耦合多转子系统振动分析的问题,提出了一种振动分析建模方法.利用单节点6自由度振动微分方程通式,建立了单转子系统的振动微分方程;采用斜交弧齿锥齿轮副的总体耦合矩阵,将各单转子系统的振动微分方程耦合,得到整个齿轮耦合多转子系统的振动微分方程.求解多转子系统的振动方程,得到多转子系统的固有特性、振动响应和...     

斜齿轮传动装置动力学模型的建立及动特性研究

以一个带有原动机、工作机的斜齿轮传动系统为对象,建立了一个八质量系统的动力学方程组,并采用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔｅ法进行求解,研究了在各种不同条件下系统扭转振动、横向振动以及两者的耦合振动。同时建立了相应的试验台,对斜齿轮的动力学特性进行了多种条件下的实验研究,文中得到的关于齿轮动力学特性的几个结论,对于理论和实际应用具有一定意义。     

Finite Element Modeling and Vibration Analysis of Sprag Clutch-Flexible Rotor System

斜撑离合器-柔性转子系统有限元建模及振动特性分析

黄创^1,2,赵永强^1*,靳广虎^3*

（1. 哈尔滨工业大学 机电工程学院,哈尔滨 150001;

2. 珠海格力电器股份有限公司,广东 珠海 519070;

3. 南京航空航天大学 直升机传动技术重点实验室,南京 210016）

摘要：

为研究高速运行工况下斜撑离合器-柔性转子系统 (SC-FRS,sprag clutch-flexible rotor system) 的整体振动特性,基于推导的斜撑离合器刚度矩阵的计算方法,建立了考虑转子柔性及轴承支撑刚度的SC-FRS的有限元模型。以此模型为基础,计算了系统的固有频率和模态振型,通过与ANSYS软件计算结果的比较,验证了本文模型正确性。同时,在不平衡量作用下,分析了系统的弯扭耦合振动和中介轴承动载荷,研究发现扭转方向的共振峰与弯曲方向的共振峰有着相同的共振频率。搭建了斜撑离合器-转子系统试验台,进行了轴心轨迹和临界转速的测试,试验结果表明使用SC-FRS的有限元模型能够较准确地描述系统的振动特性。

关键词：斜撑离合器转子系统;有限元模型;不平衡量;实验验证

     

Structure vibration characteristics of two stage double helical tooth planetary gear trains with unequally spaced planets and stars

A computational model of two stage double helical tooth planetary gear set is employed to built the lateral torsional coupling dynamic governing equations. Base on the dynamic equation, the free vibration properties of the system with unequally spaced planets and stars are analyzed. The vibration modes are classified into three types: star mode, planet mode, and coupling mode. For each of the modes, the relation between inherent frequency and vibration amplitude is investigated in detail by the eigenvalue and mode characteristics.     

Nonlinear dynamic behavior of rubbing rotor under interaction between bending and torsional vibrations

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｔｒｉｎｇｅｎｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉ ｃｉｅｎｃｙｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｍａｋｅｓｔｈｅｒａｄｉａｌｃｌｅａｒａｎｃｅｂｅ ｔｗｅｅｎｒｏｔｏｒａｎｄｓｔａｔｏｒｓｍａｌｌｅｒａｎｄｓｍａｌｌｅｒｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ ,ｔｈｅｒｅｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｔｈｅｒｏｔｏｒｔｏｒｕｂ .Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｕｂｂ…     

Torsional vibration analysis of lathe spindle system with unbalanced workpiece

For the purpose of analyzing the torsional vibration caused by the gravitational unbalance torque arisen in a spindle system when it is machining heavy work piece, a 10-DOF lumped parameter model was made for the machine tool spindle system with geared transmission. By using the elementary method and Runge-Kutta method in Matlab, the eigenvalue problem was solved and the pure torsional vibration responses were obtained and examined. The results show that the spindle system cannot operate in the desired constant rotating speed as far as the gravitational unbalance torque is engaged, so it may cause bad effect on machining accuracy. And the torsional vibration increases infinitely near the resonant frequencies, so the spindle system cannot operate normally during these spindle speed ranges.     

电厂汽轮机高中压转子振动突变故障识别研究

为了保证电厂汽轮机能够在高温、高转速环境中安全稳定运行,提出电厂汽轮机高中压转子振动突变故障识别方法．根据电厂汽轮机高中压转子振动突变故障时的轴系振动特点,利用一体化电涡流位移传感器采集相应的故障信号,利用小波包分析提取高中压转子振动突变故障特征,将提取到的故障特征作为输入量,输入采用人工鱼群算法优化的RBF神经网络中,输出电厂汽轮机高中压转子振动突变故障类型识别结果．在实验过程中对质量不平衡、转子热弯曲、转轴不对中、转动部件飞脱、动静碰磨、汽流激振、结构共振、结构刚度不足、转子裂纹等9种常见故障进行识别．实验结果表明,该方法分解并重构的电厂汽轮机高中压转子振动突变故障信号质量较高,获得故障识别结果与实际故障相同,识别精度高,结果具备可靠性．