挤压油膜阻尼器减振技术

挤压油膜阻尼器,以其构造简单,设置方便,减振效果突出而赢得各国工程技术界的关注。我国航空航天部门在这一领域的研究,理论和实践上都已取得很大的成绩。十余年来,我国军工技术向民用扩散,已获得巨大的经济效益,挤压油膜阻尼器减振技术能否也在机械工业更加广阔的领域里获得应用呢?请读者们议一议,想一想。     

挤压油膜阻尼器-滑动轴承-刚性转子系统减振特性研究

研究了滑动轴承转子系统和挤压油膜阻尼器 -滑动轴承 -刚性转子系统的稳定性及分岔行为。研究结果表明 :挤压油膜阻尼器的引入 ,可以有效地抑制系统的振动 ,提高系统的运动稳定性     

转子挤压油膜阻尼器减振效率的理论研究

针对如何有效降低滚动轴承-转子系统振动幅值的问题,将挤压油膜阻尼器-滚动轴承-双盘转子系统作为研究对象,以雷诺方程、动压润滑理论、短轴承假设、油膜力周向边界条件、非线性赫兹接触理论等为基础,建立转子系统动力学方程,运用Newmark-β迭代数值求解方法结合Newton-Raphson迭代来求解转子系统相应节点的激励响应结果,分析该转子系统非线性动力学特性,从轴心轨迹图和时域曲线图两个方面对比有无挤压油膜阻尼器转子系统的位移响应,从理论角度对转轴振动能量被鼠笼支撑及挤压油膜部分有效吸收的程度进行研究,并对转子系统0～10 000 r/min转速区间下不同阻尼器参数情况下的减振效率进行考量,研究发现转子系统在转速相对较低时减振效果不佳,并分析其原因,研究结果可为转子系统挤压油膜阻尼器的结构参数设计提供理论依据。     

非线性挤压油膜阻尼器转子系统的非协调运动分析

为了对挤压油膜阻尼器转子系统的非协调运动进行分析，提出了非线性油膜力数据库方法，有效地解决了非线性油膜力的快速计算问题。该方法将阻尼器轴颈沿径向和周向的速度变化范围（－∞，＋∞）转化到（－1，＋1），给定阻尼器的长径比，建立了阻尼器轴颈在各离散运动状态下的油膜力数据库，直接示得对应运动状态下的非互性油膜力，从而对转子系统的非协调运动进行分析。数值计算表明，非线性油膜力数据库方法对转子系统的非协调运动分析非常有效。数值计算得到了转子 特定参数范围内的分叉图，系统存在亚谐波、概周期和混沌等非协调运动。该方法对实际转子系统的稳定性分析及优化设计具有一定的应用价值。     

挤压油膜阻尼器内气液均相流模型

在挤压油膜阻尼器内气穴现象实验研究的基础上，本文对挤压油膜因气穴现象而发生物理特性的变化进行了讨论。以气液均相流模型作为挤压油膜的近似描述，导出了上述模型的密度和粘度与油膜压力之间的关系式。分析了当挤压油膜采用这一可压缩模型时，其压力分布的描述更能与实际接近，对阻尼器的力学特性的预测有重要的参考价值。     

基于整体式挤压油膜阻尼器的离心水泵传动轴减振研究

针对离心水泵传动轴的振动问题,提出了运用整体式挤压油膜阻尼器（ISFD）减小水泵传动轴振动的方法。对设计的ISFD的刚度和阻尼系数进行了仿真计算,并根据刚性支承和ISFD支承的动力学特征对离心泵传动轴进行了仿真分析;搭建了模拟水泵工作环境的试验台,通过对比水泵轴承座分别安装刚性支承和ISFD阻尼支承来分析整个系统的振动特性。结果表明,ISFD有着良好的阻尼减振性能,对于传动轴的高频外传力振动有着明显的抑制效果;在不同转速条件下,ISFD都能对振动有着良好的抑制效果,加速度降幅在50%以上,能够有效抑制水泵传动轴的振动。     

挤压油膜阻尼器结构可靠性试验研究

对用以解决高速旋转机械振动和稳定性问题的挤压油膜阻尼器,虽然国内外已做了大量的工作,但至今对工程应用有价值的参数选择范围及结构可靠性的问题仍缺少研究。文中首先给出了作者在理论及试验研究工作中得到的挤压油膜阻尼器常规设计的参数选择范围;然后介绍了在高速涡轮机上进行的挤压油膜阻尼器结构完整性试验的结果。从工程实用的角度分析了转子支承上采用了挤压油膜阻尼器后,在长达256小时的试车过程中,转子的振动演变情况、轴承的寿命,以及具有极大振动的双稳态对转子振动特性的影响等问题。     

非线性挤压油膜阻尼器-转子系统周期解的分叉及稳定性分析

应用油膜力数据库方法获得非线性油膜力 ,采用非线性动力系统的稳定性及分叉理论对非线性挤压油膜阻尼器 转子系统非线性动力特性、非协调运动及周期解分叉的稳定性进行了分析。揭示了SFD 转子系统在特定参数范围内存在系统亚谐波、概周期和混沌等非协调运动 ,及从同步周期运动分叉发生一系列倍周期运动、最后导致转子 轴承系统混沌运动的过程。数值计算得到了SFD 转子系统发生周期解分叉时的分叉点、分叉图及周期解分叉而失稳的 3种情况 :即鞍结分叉、Hopf分叉及倍周期分叉。最后采用Floquet理论对SFD 转子系统的稳定性进行了分析。研究结果为实际SFD 转子系统的设计和研究提供了理论依据。     

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。     

对挤压油膜阻尼器轴承和旋转机械转子—挤压油膜阻尼器轴承系统动力特性研究的回顾与展望

简要介绍挤压油膜阻尼器轴承及其基本分类，介绍各种挤压油膜阻尼器轴承的动力学特性研究和建立阻尼器流体动力模型与挤压油膜力的进展情况，总结了支承在挤压油膜阻尼器轴承上的旋转机械转子系统的动态响应特性和稳定性的研究结果及对这类强非线性的转子－阻尼器支承系统的非线性响应特性研究的进展情况，并对该类减振结构的未来发展进行了展望。     

整体式挤压油膜阻尼器在齿轮箱中的应用

以一台单级直齿齿轮箱为研究对象,设计了适配的整体式挤压油膜阻尼器(integral squeeze film damper,简称ISFD)结构,对ISFD在齿轮箱中的应用进行了研究。分别测量了在不同载荷和转速工况下,齿轮箱安装传统刚性支承和ISFD弹性阻尼支承后的箱体振动。研究结果表明,ISFD弹性阻尼支承可以有效降低不同转速下齿轮箱的冲击振动,改善齿轮箱的动力学性能,保证齿轮系统稳定运行。不同载荷工况下的实验数据表明:ISFD支承对不同负荷的齿轮箱有较好的减振性能;对齿轮箱的啮合频率及其倍频等高频振动成分,ISFD也有较好的抑制效果。该研究结果可为ISFD在齿轮箱中的实际工程应用提供参考。     

整体式挤压油膜阻尼器对管道振动抑制试验

针对管道振动现象,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器并分析其刚度影响规律。利用SAP2000软件模拟仿真阻尼减振效果。搭建二维门型管道振动试验台,在管道上安装整体式挤压油膜阻尼器,研究整体式挤压油膜阻尼器控制管道振动的影响规律。结果表明：整体式挤压油膜阻尼器安装在激振源处且与激振力平面平行时的减振效果最佳,较原始振动降幅达51.83%;安装在激振源处且与激振力平面垂直时的减振效果最差;安装两个整体式挤压油膜阻尼器减振效果优于安装一个整体式挤压油膜阻尼器;安装在激振源处的减振效果优于安装在远离激振源的效果。     

挤压油膜阻尼器对深孔加工直线度的影响

深孔直线度误差是深孔钻削加工中的技术难题。为了提高深孔直线度和降低废品率,基于挤压油膜阻尼的工作原理设计了一种新型挤压油膜阻尼器,用于抑制深孔机床钻杆因转速过大造成的失稳。重点介绍了新型挤压油膜阻尼器的工作原理和系统动力学模型,并通过MATLAB仿真分析及试验验证,证实了新型挤压油膜阻尼器能够有效控制深孔的直线度误差。     

采用金属橡胶节流环的挤压油膜阻尼器的流量特性分析

利用弹性多孔金属橡胶材料耐高温、高压、超低温的特性以及良好的渗流性能,设计一种端部安装金属橡胶环的新型挤压油膜阻尼器,并对其进行了流量特性分析,分析结果表明：新型挤压油膜阻尼器比传统的挤压油膜阻尼器具有更好的节流特性。     

静偏心对挤压油膜阻尼器转子抗振性能的影响及控制方法

研究了静偏心对挤压油膜阻尼器减振与转子抗振性能的影响。结果表明,随着静偏心增大,阻尼器的减振性能先增强再减弱,而转子抗振性能则大幅下降。分析了引起阻尼器静偏心的原因,并根据各因素的特征提出了控制方法。采用预置偏心,合理的结构、工艺设计有利于控制转子自重与设计、加工装配引起的静偏心。采用较小的设计偏心比,有利于提高机动条件下阻尼器转子的抗振性能。     

挤压油膜阻尼器对滑动轴承-转子系统的影响

建立了转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的动力学计算模型,分析了挤压油膜阻尼器对滑动轴承-转子系统的强迫振动的影响、挤压油膜阻尼器的刚度和阻尼搭配关系以及转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的自由振动稳定性问题。研究结果表明,合理的外弹性支承可以使系统的振幅得到有效控制,而且也提高了系统的稳定性;如要减小系统的振幅可以通过一个低的支承刚度和一个合适的阻尼来实现。在小的支撑刚度的情况下,存在一个很宽的支承阻尼域,此域可以获得低幅值的不平衡响应。     

故障转子SFD减振特性的实验

针对航空发动机转子常见的两种故障模式碰摩和不对中,实验研究挤压油膜阻尼器分别对上述两种故障引发的振动的抑制效果。在转子实验器上分别模拟碰摩故障和不对中故障,并测试使用挤压油膜阻尼器前后故障转子振动特征的变化。实验结果表明,碰摩故障导致转子振动一阶反进动和一阶进动比增大,不对中故障导致转子振动二倍频增大;对于碰摩故障,挤压油膜阻尼器可以有效减小涡轮盘处振动和弹支辐条的应变,但对压气机盘减振失效;对于不对中故障,挤压油膜阻尼器可以减小转子振动,对于二倍频振动幅值的抑制尤为明显。     

锥形挤压油膜阻尼器转子系统的动力特性

锥形挤压油膜阻尼器是为了克服传统挤压油膜阻尼器动力特性难以进行控制而提出的一种改进结构。本文从试验上研究了支承在锥形挤压油膜阻尼器上的刚性及柔性转子系统的振动特性，主要分析了转子的不平衡量及阻尼器的径向间隙比对转子系统不平衡响应的影响     

挤压油膜实验和计算机仿真研究

通过对实验原理进行理论分析，采用Fortran，Matlab软件对实验进行数值模拟仿真，利川仿真对比分析实验中出现的压力有肩、位移飘动以及压力位移曲线存在相位差等现象。     

弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合建模及动力特性分析

弹性环式挤压油膜阻尼器结合挤压油膜阻尼器和弹性支承的优点,其结构更为紧凑,为能进一步明确其动力学机理,在充分考虑油膜和弹性环之间相互作用的情况下,建立弹性环式挤压油膜阻尼器双向流固耦合模型,通过数值模拟,研究弹性环凸台高度、宽度、数目和在总间隙不变的情况下不同内外层油膜间隙以及弹性环的弹性模量等对该型阻尼器动力学特性的影响。结果表明,外层油膜对刚度的贡献大,内层油膜对阻尼的贡献大,相对较小的内层油膜间隙且较大的外层油膜间隙,有利于增加油膜阻尼而抑制油膜刚度非线性。随着弹性环凸台宽度、高度、数目的减小或弹性模量的增加,内外层油膜刚度和阻尼均增加,其中弹性环的弹性模量对该型阻尼器的动力特性影响相对较小。以上研究将为弹性环式挤压油膜阻尼器的设计、使用和维护提供参考。