摇摆工况下错位瓦轴承支撑的转子系统动力学特性

基于轴承刚度和阻尼的分段线性化假设,建立了不同横摇角度的转子轴承模型;利用DLAP软件,耦合求解错位瓦轴承支撑的转子系统的动力学模型;采用特征值和特征向量、不平衡响应分析、稳定性分析和瞬态动力学分析等手段,研究了轴系的稳定性和安全性,并与正常工况下轴系的动力学特性对比,得到了摇摆工况下错位瓦轴承支撑的转子系统的动力学特性。     

转子-轴承系统动力学特性分析系统研究

针对转子-轴承系统的混沌运动的动力学研究,介绍了基于图形化编程语言LabVIEW软件开发平台的非线性动力学特性分析系统,运用软件编程实现仪器功能,解决了传统仪器中存在的一系列问题。描述了该转子-轴承系统动力学特性分析系统的原理、信号处理及模块设计,根据系统的周期响应、转子系统轴心轨迹、频谱图像、转速、相位、幅值、温度,可以进一步分析系统特定参数下的非线性动力学特性,为控制转子的摩擦状态及动力学设计提供了理论基础。     

紊流工况下椭圆轴承性能研究

本文以紊流工况下的大型椭圆轴承为对象,通过试验和计算:(1)探讨了椭圆轴承中润滑油膜的流态由层流向紊流的转变点、影响转变的因素和判据,紊流系数的选取;热态工况和紊流流道中出现层流段对轴承性能的影响等;(2)分折了紊流工况下椭圆轴承的性能以及长径比、间隙比、椭圆比、进油压力、温度等时轴承性能的影响。在研究的过程中建立了一套适用于紊流工况轴承性能研究的试验手段和计算方法,为今后进一步研究大型透平发电机组径向滑动轴承的设计、计算和运行提供可靠的基础。     

变工况下风电齿轮箱轴承动力学特性研究

轴承是风电机组齿轮箱的核心零部件,具有高转速、且转速和载荷随风速不断变化的特点,这些特点影响着轴承的动力学特性。本文针对风速变化引起的风电齿轮箱轴承动力学问题,建立了考虑轴承刚柔耦合的动力学模型,开展了变工况下轴承动力学特性研究,获得变速、变载条件下轴承保持架运动、应力等动态性能的变化规律。结果表明：转速和载荷的波动均会影响轴承保持架应力状态及其位移;转速和载荷的突然波动使保持架应力和位移增加。本文的研究为风电齿轮箱轴承动力学特性研究提供了数据支持。     

多个磁悬浮轴承转子系统动力学特性研究

多个磁悬浮轴承支承的转子系统,由于支承位置的不对中会造成各个轴承的支承载荷变化。针对某一转子模型,分析采用不同个数的磁悬浮轴承支承时,各个支承载荷随着支承位置不对中的变化情况,并在三个磁悬浮轴承转子系统中得到验证。针对转子动力学特性,分析了支承高度不同时,转子固有频率的变化。此外,采用传递矩阵法,分析转子随着支承个数的增加,其不平衡响应变化情况,并实验对比了采用三支承和两支承时,转子的振幅。三支承较两支承,转子振幅有所减小。     

箔片轴承转子系统的非线性动力学特性研究

气体箔片轴承是一种性能良好的气体动压轴承,但是由于箔片轴承结构较复杂,其动静态特性的求解也更加复杂,计算比较耗时。针对目前常用的弱耦合解法存在计算效率低、耗时长的问题,基于同步求解原理,开发一种计算效率较高的强耦合解法。使用有限差分法计算雷诺方程得到气膜压力分布,将波箔片简化为弹簧模型,然后建立考虑气膜压力、转子运动和箔片变形的箔片轴承转子系统状态方程,实现同步求解。使用该模型对轴承转子系统的动力学特性进行探究,改变转速、转子质量和名义间隙等参数,绘制了转子轨迹图,分析其频谱。仿真结果表明：随着转子转速和质量的增加,系统的稳定性下降;名义间隙过小时,系统变得不稳定,当其增大到某一值时,再增加名义间隙对系统稳定性影响不大。相比传统的弱耦合求解方法,强耦合解法能够进一步提升计算速度和提高计算精度,为箔片轴承的设计和性能预测提供了研究工具。     

不同轴承支撑下碰摩转子系统的动力学特性

研究了不同类型轴承支撑下的转子碰摩故障振动特征。首先,采用了计及回转效应、剪切效应及横向扭转的梁单元建立了实验装置转子的有限元分析模型;然后,通过二维计算流体力学方法得到不同类型轴承的动力学参数;最后,在此基础上,结合非线性动力学理论,分析比较了转子在圆柱轴承、可倾瓦轴承等5种轴承支撑下的碰摩非线性动力学行为。研究结果表明：在椭圆轴承、五瓦轴承和四瓦可倾瓦轴承支撑下,系统主要表现为同频周期运动;而对于圆柱轴承和四油叶轴承支撑,系统会出现较复杂的运动。本研究工作是对之前转子碰摩非线性动力学研究的扩展,所得计算结果可为大型高速旋转机械系统动态设计制造和碰摩故障的诊断和控制提供理论参考。     

机动工况下飞轮轴承的动力学特性分析

角接触球轴承是飞轮的旋转支撑部件,其性能优劣对飞轮的寿命有重要影响。基于飞轮轴承的工作条件,应用ANSYS软件建立仿真模型,运用局部网格细化方法,分析飞轮轴承在机动工况下的动力学特性,为飞轮轴承的研制提供理论参考。     

不对称润滑工况下碰摩转子-轴承系统的动力学分析

在考虑非线性油膜力的基础上，建立了具有碰摩故障的转子一轴承系统的动力学模型。研究了具有碰摩故障的转子在两支承轴承使用相同和不同粘度润滑剂时的动力学行为，发现随着一端轴承润滑油粘度的降低，转子的混沌区域和拟周期区域扩大了。该结果为采用不同粘度润滑剂的转子一轴承系统的故障诊断提供了依据。     

转子-轴承系统的非线性动力学特性分析

用数值积分和庞加莱映射方法对采用短轴承模型的刚性Jeffcott转子轴承系统在较宽参数范围内进行稳定性研究。计算结果表明,系统存在倍周期分叉、概周期及混沌运动。用数值方法得到系统在某些参数域中的分叉图、响应曲线、频谱图、相图、轴心轨迹及庞加莱映射图,直观地显示了系统在某些参数域中的运行状态,并用分形几何理论对混沌系统的状态进行了判断。数值分析结果为定性地控制转子轴承系统的运行状态提供了理论依据。     

复杂转子-轴承系统非线性动力学特性分析

针对现有方法在求解复杂转子-轴承系统非线性动力学特性时的不足,提出了基于动网格技术的计算流体力学和转子动力学相结合的流固耦合计算方法。首先建立滑动轴承轴心轨迹的运动方程,然后采用动网格技术对滑动轴承流场进行非线性瞬态计算,得到动态载荷作用下转子-轴承系统的轴心轨迹。最后,通过对某复杂转子-轴承系统非线性动力学特性的分析对本文方法进行了验证。结果表明,方法能够准确分析复杂转子-轴承系统非线性动力学特性并可求得其轴心轨迹。     

基于ANSYS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究

针对一个实际应用的磁悬浮支承柔性转子系统,进行多组参数条件下的有限元模态分析,分别得到系统的前8阶临界转速与模态振型。将有限元计算结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的正确性。通过对该磁悬浮转子系统的有限元分析表明:"轴承主导型"的低阶临界转速及振动模态是由轴承控制器各控制通道决定的;而"转子主导型"的高阶临界转速及振动模态符合传统的轴承转子系统动力学特性普遍规律。     

高速电主轴转子-轴承-外壳系统动力学特性研究

高速深孔磨削加工电主轴采用加长悬臂外壳,其在力作用下的挠性变形对电主轴的转子动力学性能的影响不可忽略,而传统电主轴转子动力学模型均将外壳简化为刚体,不能描述该类复杂结构电主轴的动力学行为.考虑外壳的挠曲变形,基于整体传递矩阵法和成对轴承分析理论,建立了电主轴转子-轴承-外壳系统动力学模型,提出了电主轴整机临界转速、电主...     

非线性转子-轴承系统的动力学特性及稳定性

研究非线性转子—轴承系统的动力学特性及稳定性。采用改进的自由界面模态综合技术给出一种自由度降阶方法,该方法将非线性油膜力及非线性自由度保留在物理空间,以增加非线性分析的精度,使降阶系统仍具有局部非线性特征。基于打靶法及将延续算法和打靶法相结合的轨迹预测追踪算法,研究系统非线性不平衡响应,结合Floquet理论分析非线性轴承—转子系统T周期运动的局部稳定性和分岔行为。     

200MW机组转子-轴承系统非线性动力学特性分析

利用大型有限元计算软件ADiNA对某国产200MW汽轮发电机组转子-轴承系统的非线性动力学特性进行了初步分析。通过ADINA程序提供的用户接口将滑动轴承的非线性油膜力进行了考虑,计算中只计入了电机转子两端轴承的非线性影响。为了验证方法的有效性,以单盘柔性转子-轴承系统为对象,将计算结果与数值积分方法的结果进行了对比,表明该处理方法有很高的计算精度。最后,将对200MW机组转子-轴承系统的非线性动力学特性分析结果与线性分析结果也进行了比较,证明利用ADINA程序对大型机组转子-轴承系统的菲线性动力学特性进行分析是可行的。     

永磁悬浮电机转子-轴承系统的动力学特性分析

为了研究工作时转子系统发生共振的可能性、工作状态的安全性及改善转子系统的方法,对其支承刚度进行求解,运用ANSYS-Workbench软件计算考虑预应力的固有频率、临界转速及振型,分析转子系统的振型特点、径向最大位移量及临界转速。由振型特点可知,所研究的增大转子的支承刚度可以改善转子系统的动态特性;由临界转速和径向最大位移量可知,所研究的转子系统不会发生共振,工作状态是安全的。     

动静压气体轴承-柔性转子系统的动力学特性

针对高速动静压气体轴承 柔性转子系统中存在的气膜振荡现象,考虑轴承供气压力对轴系动力学特性的影响,开展了转子系统动力学特性的实验研究。采用模态实验分析的方法,得到了转子临界转速区域,为升速实验方案的制定以及气膜振荡机理的分析提供依据。采用分岔图、三维谱图、轴心轨迹等非线性振动测试与分析方法,研究了供气压力对气膜振荡特性的影响。实验结果表明,轴承供气压力对转子的升速响应和失稳门槛转速有着重要的影响。随着供气压力的增加,消除了二阶模态气膜振荡,同时,变轴承供气压力方案下1阶模态气膜振荡的幅值比0.4 MPa下1阶模态气膜振荡的幅值小。另外,较高的轴承供气压力能够提供较大的轴承直接刚度,因此,平动、锥动以及1阶弯曲固有频率随轴承供气压力的增加而增加。     

弹性转子—轴承系统的非线性动力学研究

以转子动力学和非线性动力学理论为基础,针对非线性转子－轴承系统的具体特点,建立了采用短轴承模型的弹性转子－轴承系统模型,并用数值积分和庞加莱映射方法对其在某些参数域中进行了非线性振动研究,得到了系统在某些参数域中的分叉图,庞加莱映射和随转速变化的3维谱图,计算结果显示,系统有可能发生混沌运动。对系统动力学特性随革些参数变化时的非线性特性进行了分析,直观显示了参数变化对系统动力学特性的影响,为该类转子－轴承系统的设计提供了参考。     

齿轮轴承转子系统支撑刚度特性研究

建立考虑齿轮-轴承转子系统多刚体、多柔体及刚柔耦合的动力学模型,并采用不同轴承刚度计算方法获得支撑刚度。在此基础上,研究系统支撑刚度对齿轮动态啮合力及振动位移等响应的影响规律,并与理论值对比分析。研究结果表明:刚性体模型仿真结果与理论值相比数值普遍偏大,而柔性体仿真结果与理论值基本一致;齿轮-轴承转子系统支撑刚度对齿轮动态响应产生较大影响,支撑刚度取3倍齿轮啮合刚度时,齿轮振动角速度等值与理论值基本相符。因此,利用柔性体模型并选择合理的支撑刚度对齿轮-轴承转子系统的动力学仿真分析具有实际意义。