电磁辅助支承的被动式减振研究

结合电磁轴承的原理和结构以及旋转机械的减振理论，提出一种新型结构的支承。它将电磁轴承安装在主支承上，由主支承提供主刚度，而电磁执行器则根据需要提供附加的阻尼和刚度。对其被动式减振机理进行了研究，建立了恒压源式被动控制模型。其中支承中的电磁执行器利用直流电励磁，产生被动阻尼和刚度，阻尼值的大小由励磁电压的大小决定。该支承结构应用于实验转子系统，取得了较好的减振效果。     

电磁辅助支承的变刚度减振研究

对一种新型支承结构——电磁辅助支承的变刚度减振进行研究。电磁辅助支承的结构类似挤压油膜阻尼器,它直接将电磁执行器安装在主支承上,通过控制电磁执行器的电流可以改变整个支承的刚度和阻尼。该支承被应用于一单圆盘对称转子实验系统。通过对转子系统建模,仿真不同支承刚度下转子的振动响应,从而可采用变刚度来保证高速转子以较低的振幅平稳度过临界转速。实验结果证明在一阶临界转速附近,可取得70％的较好减振效果。     

电磁辅助支承被动阻尼减振与主动阻尼减振的比较

对基于电磁执行器的一种新型支承结构--电磁辅助支承的被动阻尼减振和主动阻尼减振进行比较.首先通过各自的数学模型分析其阻尼减振的不同机理,然后在一四自由度电磁辅助支承转子系统中进行验证,并取得较好的实验效果.通过比较可知,在被动阻尼控制中电磁执行器仅提供负的动刚度和随转速变化的动阻尼;而主动阻尼控制则可以根据需要提供正负刚度和固定或变化的阻尼;且在相同的静态励磁电流下,主动减振效果优于被动减振,但前者结构复杂,造价较高,而后者实施容易.     

辅助支承汽轮机转子系统稳定性分析

以国产600M W低压转子为研究对象,建模并对系统进行了动力学特性计算,获得了两种支承条件下的转子动态特性数据,并进行了对比分析,得出了辅助支承对转子系统的稳定性变化情况。     

滚动轴承支承的柔性转子系统的非线性动力学分析

研究滚动轴承支承的柔性转子系统的非线性动力学特性。建立柔性转子系统的有限元模型,研究不同轴承间隙系统的稳定性及分岔行为。在转子系统中考虑Hertz接触力,以及由转子质量偏心引起的不平衡力,用数值积分的方法得出系统间隙量在不同区域内的轴心轨迹、Poincaré映射图以及时域图。研究结果表明:在间隙较小时,系统表现出丰富的非线性现象,随着间隙的增大,系统的失稳区域也随之增大。     

基于电磁辅助支承的不对中在线补偿系统

引入一种可在线调节转子轴位置的支承结构——电磁辅助支承,它通过控制电磁执行器线圈中的电流来调整整个转子轴在空间的位置,使转子系统轴系间的不对中消除。将不对中引起的附加振动视为干扰量,针对它采用具有自学习功能的前馈控制方法,使得转子在不停车的情况下自动实现不对中的识别和控制。最后在单盘对称转子轴承系统上进行了试验验证,试验结果证明该控制方法对轴系间的不对中具有较好的校正能力。     

电磁与摩擦集成制动系统稳定性分析

针对轿车电磁与摩擦集成制动系统能够改善制动热衰退性的特点,将电磁制动器的力矩输出进行适当的控制并施加在前轮上,与前轮摩擦制动器制动力共同形成了复合制动力.基于汽车理论,分析了电磁与摩擦集成制动系统稳定性能,为集成制动系统制动力分配策略提供理论支撑.     

用非线性有限元分析波纹管的稳定性

本文应用稳定性的理论,考虑材料非线性、几何非线性和大应变等情况解决了波纹管受内压稳定性的问题,理论计算结果和实验吻合的相当好。该问题是波纹管设计的难点之一。同时还拓宽了波纹管稳定性的含义,解决了在拉、压、弯曲、横向位移的内压稳定性问题,并编制了波纹管稳定性通用程序。     

滑动轴承转子系统非线性动力学稳定性研究

采用多尺度法研究了滑动轴承刚性平衡转子系统临界点的稳定性。研究发现，滑动轴承在其线性失稳转速上发生Hopf分岔，系统是发生超临界Hopf分岔还是亚临界Hopf分岔取决于系统参数的设计。给出了通用的公式和程序，为滑动轴承的非线性动力学设计及性能预测提供了有利的工具。     

用非线性有限元分析波纹管的扭转稳定性

波纹管行业内较少有人从事研究波纹管的扭转稳定性问题。本文利用非线性有限元的理论,考虑了材料的非线性,几何非线性,大变形,大应变,结合有限元程序Ansys计算分析了波纹管本身的几何参数的变化以及在一些综合载荷作用下的失稳扭矩的变化规律,为波纹管生产厂商和设计者提供了参考和借鉴。     

主动磁轴承转子系统动力学特性的研究

以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象,以传统的转子动力学分析理论和方法为基础,结合电磁轴承系统分析理论和方法,研究电磁轴承支承条件下转子系统的动力学特性。应用基于系统传递函数的刚度、阻尼特性分析理论和方法,建立用于分析电磁轴承转子系统动力学特性的理论和方法。并对一个实用型１５０ｍ３制氧透平膨胀机样机的研制和试验进行指导和结果验证。     

椭圆轴承-转子系统非线性运动及稳定性分析

运行中的轴承—转子系统,由于油膜出现气穴,存在破裂区域,此时Reynolds方程的变分形式已不能满足。基于变分约束原理,按照油膜的物理特性,在动力积分、迭代过程中实时形成修正的Reynolds方程变分形式的有限元方程及其扰动方程,在不增加计算量的情况下,同时求得了非线性油膜力及其Jacobian矩阵,并且使其具有相互协调一致的精度。将预估—校正机理和Newton-Raphson方法相结合给出了一种轴承—转子系统Hopf分岔点所对应线性失稳转速及轴承动力学系数的计算方法。将时间尺度引入PNF(Poincare-Newton-Floquetl方法求得了系统Hopf分岔极限环解及其涡动周期,判断了该解的稳定性。基于PNF法及将延续算法和PNF法相结合的轨迹预测追踪算法研究了系统非线性不平衡周期响应,结合Floquet理论分析了非线性轴承—转子系统T周期运动的局部稳定性和分岔行为。运用Lyapunov指数分析了系统响应的混沌现象。数值结果展现了系统响应具有丰富复杂的周期、拟周期、多解共存、跳跃和混沌等非线性现象。     

磁悬浮转子-轴承碰摩系统的非线性动力学行为

探讨高速旋转的磁悬浮转子与辅助轴承瞬时接触时系统的非线性动力学行为。通过采用数值积分法,综合利用分岔图、时间响应图、Poincaré截面图和相图,首先研究了几何耦合参数α、比例反馈增益P和微分反馈增益D对系统的影响,其次研究了刚度比K和库伦滑动摩擦因数μ分别对偏心量比U的影响。结果表明:当几何耦合参数α取较大的值时,会导致转子偏移平衡位置,引发高速旋转的磁悬浮转子与辅助轴承发生碰摩,设备产生异常振动;比例反馈增益P或微分反馈增益D取较大的值,系统状态稳定,同时偏心量比U的取值会对系统状态产生显著影响。此外,辅助轴承的软装设计有利于系统稳定。     

磁力轴承转子系统的力耦合和力矩耦合分析

为减轻或消除磁力轴承转子系统中存在的力耦合和力矩耦合,针对八极径向磁力轴承,在不考虑时间因数的情况下,以转子与定子的偏心为变量,分析和计算了电磁力的分布,推导了径向磁力轴承沿周向任意点处电磁力的表达式,提出了磁力轴承转子系统力耦合和力矩耦合概念,并推导出交叉耦合系数计算公式。计算结果表明：力耦合和力矩耦合总是存在的,结构设计无法解决,只有采用控制补偿的方法才能减少或消除这两种耦合。     

电磁辅助支承恒压源与恒流源被动式减振之比较

对电磁辅助支承的两种被动减振类型(恒压型和恒流型)进行研究,建立了各自的数学模型,揭示了它们不同的减振机理:在恒压源被动减振控制情况下,电磁辅助支承中的电磁执行器不仅提供与转速无关的负的静态位移刚度,而且提供随转速变化的附加(正)刚度和(正)阻尼;而在恒流源被动减振控制下,线圈中的电流保持恒定, 电磁执行器仅提供不随转速变化的负的静态位移刚度。最后在一对称转子系统上进行了试验验证,并取得了较好的减振效果。     

基于轨迹的非线性转子系统参数稳定裕度的计算

对高维非线性非自治转子系统进行数值积分后，将各自由度的运动方程中除该自由度外的所有状态变量用积分结果代换，得到n个互相解耦且含有多个时变参数的单自由度子方程。引和在电力系统中得到广泛应用的轨迹保稳降维概念，将已有的R^n轨线映射为一系列的R^1映象轨线。在R^1观察空间的外力一位移扩展相平面上利用动态中心点的动能差序列研究转子系统中常见的周期运动、倍周期运动、概周期运动和失稳运动的特点。给出对应上述几种典型运动形式的轨线稳定裕度的定量评估指标。根据轨线稳定裕度求取参数稳定裕度，以指导工程设计和控制。     

电动机轴承转子系统弱非线性主共振分析

以电动机轴承转子系统为研究对象,考虑转子系统受不平衡磁拉力、油膜力、偏心力、阻尼力以及非对称刚度等因素的影响。应用牛顿第二定律建立电动机轴承转子系统的弱非线性振动方程模型,应用求解非线性方程的平均法,得到系统主共振的幅频响应方程。并分析电磁参数对系统主共振幅频响应曲线的影响,随着转子半径、气密磁隙和铁芯长度的增加,系统的幅频响应曲线均向右偏移。