挤压油膜阻尼器对多盘转子高阶模态振动控制的试验研究

以双盘柔性转子为例，用试验的方法研究了挤压油膜阻尼器对多盘柔性转子系统高阶模态振动的控制作用以及在高阶模态区转子系统的非线性特性。     

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     

油膜惯性力对转子—挤压油膜阻尼器系统非线性响应特性？…

通过求解考虑油膜惯性力转子－挤压油膜阻尼器系统的微分方程,得到了系统稳态圆响应的频响特性曲线、骨架曲线和传递率曲线,并比较了油膜惯性力对于系统稳态响应的影响。分析证明：油膜惯性力使系统的等效刚度系数与阻尼系数产生较大的变化,并使系统的共振峰值得到抑制,系统参数对稳态响应有较大的影响。     

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。     

油膜惯性力对转子-挤压油膜阻尼器系统非线性响应特性的影响

通过求解考虑油膜惯性力转子－挤压油膜阻尼器系统的微分方程,得到了系统稳态圆响应的频响特性曲线、骨架曲线和传递率曲线,并比较了油膜惯性力对于系统稳态响应的影响。分析证明：油膜惯性力使系统的等效刚度系数与阻尼系数产生较大的变化,并使系统的共振峰值得到抑制,系统参数对稳态响应有较大的影响。     

挤压油膜阻尼器非线性振动机理 及结构创新综述

针对带有挤压油膜阻尼器(SFD)的转子系统在恶劣工况下出现的非线性振动问题,阐述了挤压油膜阻尼器的锁死、双稳态响应及非协调进动等因素,导致减振失效的一系列非线性振动现象,归纳了其发生的原因;对通过优化系统参数来改善其工作特性的思路进行了阐述,指出了挤压油膜阻尼器技术今后的改进方向;重点介绍了一种新型的整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)结构,对其提高稳定性的机理进行了分析,列举了其在工程上的应用实例。研究结果表明:与传统的挤压油膜阻尼器相比,整体式挤压油膜阻尼器具有良好的动力特性,能显著提高转子系统的稳定性,有效避免非线性振动的发生。     

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。     

可控挤压油膜阻尼器振动特性实验研究

提出一种新型可控挤压油膜阻尼器(简称CSFD),并实验研究该CSFD支撑的轴承-转子系统的振动特性。利用数值方法计算得到了转子系统的临界转速和振型图;搭建柔性转子振动试验台,在不同转速和不同的供油压力下,对轴颈处位移信号进行测试和分析研究。实验结果表明:与普通圆瓦轴承相比,CSFD轴承对转子的振动起到良好的抑制作用;无论是在低速还是高速情况下,CSFD轴承的供油压力越大,转子的振幅越小,特别是在临界转速下减振效果显著。通过Hilbert-Huang变换对升速位移信号进行分析,发现随着供油压力的增加,竖直方向上在临界转速时的能量发散现象严重,出现较多高频成分。     

高速悬臂转子—挤压油膜阻尼器系统的瞬态特性研究

研究了高速悬臂转子—挤压油膜阻尼器系统的瞬态响应问题。运用模态综合法求解转子一支承系统的动力响应特性,分析了挤压油膜阻尼器的长度、间隙对转子系统瞬态特性的影响。针对现有的立式悬臂转子试验台,提出了一种直接在转子端部施加不平衡重的方法,实验证明该方法简单实用。理论计算与实验研究均表明,设计合理的挤压油膜阻尼器能有效地降低挠性转子对不平衡的敏感性。     

质量守恒边界下挤压油膜阻尼器动力特性分析

气穴对油膜动力特性影响较大.研究了质量守恒边界对挤压油膜阻尼器的特性影响,基于雷诺方程和Elrod算法改进了质量守恒边界条件的统一方程,通过有限差分法求解并获取质量守恒边界条件下油膜的分布特性.研究结果表明:气穴的存在使油膜相位略有超前,当油膜负压区达到气穴压力时不再降低,而是保持为气穴压力;质量守恒边界与阻尼器的实际...     

电磁轴承-挤压油膜阻尼器-转子系统的主动控制

转子系统的许多非线性因素由于转子偏心的存在而得到放大 ,至使转子与静件容易出现碰磨现象。本文针对转子系统偏心所引起的离心力提出一种主动控制方法 ,使系统避免出现碰磨 ,同时使挤压油膜阻尼器所产生的非线性不稳定影响最小。本文引入磁轴承理论对转动圆盘进行主动控制 ,并进行了仿真计算。     

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     

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。     

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。     

可控挤压油膜阻尼器支承的传递矩阵解法

采用挤压油膜阻尼器支承 ,利用传递矩阵法 ,计算分析了柔性转子的不平衡响应 ,建立了关于响应的目标函数 ,对可控挤压油膜阻尼器支承减振的有效性进行了探讨 ,为设计挤压油膜阻尼器支承提供了理论参考。     

挤压油膜阻尼器长径比对风车碰摩转子系统动力学特性影响

为了研究挤压油膜阻尼器长径比对转子系统风车定点碰摩动力学特性的影响,搭建了转子-轴承-刚性机匣系统风车不平衡模拟碰摩实验台,简化实验器得双盘-滚动轴承转子模型,在实验之前对双盘-滚动轴承转子风车状态下定点碰摩故障动力学响应特性进行研究,为实验做出相应的预估。将双盘-滚动轴承转子系统碰摩模型简化为集中质量模型,基于达朗贝尔原理建立了考虑非线性油膜力、碰摩力以及支承轴承力作用的双盘-滚动轴承转子系统碰摩非线性动力学运动方程,采用四阶Runge-Kutta法对动力学运动方程进行求解,分析了系统响应位移随挤压油膜阻尼器长径比的变化规律。结果表明:长径比是影响转子系统运动状态的敏感参数,若增大长径比,转子系统运动状态先后经历混沌运动、周期运动、拟周期运动和混沌运动,之后一直维持在混沌运动状态;随长径比增大,转子系统抗失效不平衡量呈现先增大后缓慢减小的趋势;长径比在0.4时,转子系统抗振性能最优。     

整体式挤压油膜阻尼器对管道振动抑制试验

Z型折叠机翼在大气中飞行时会呈现不同的形态,其结构动力学特性变化明显,对其模态特性的分析是研究其结构特性的重要研究方法。首先,简要介绍模态分析技术以及PolyMAX法识别模态参数的基本原理;其次,结合试验模态分析和工作模态分析方法,对设计加工的Z型折叠翼模型在不同折叠形态下进行了模态实验;最后,对获得Z型折叠机翼实验模型的前5阶模态参数。结果表明,Z型折叠板在不同折叠角度下,各阶模态振动差异很大,其中折叠角度为90°时,结构更加稳定。     

Theoretical Analysis of High-Speed Cylindrical Roller Bearing with Flexible Rings Mounted in a Squeeze Film Damper

For high-precision mechanical systems such as gas-turbine engines that operate under extreme conditions, it is particularly important to accurately predict the behavior of the mainshaft rolling bearings. This prediction includes, among others, the load distribution, stiffness, and power dissipation. Although the shaft speeds tends to increase, rings and shaft are becoming thinner due to size and weight constraints. Thus, the bearing behavior is now dependent on the housing and ring stiffness. Furthermore, the use of a squeeze film damper (SFD) is widespread in gas-turbine engines to significantly reduce the vibratory levels. In this case, a single thin ring provides the interface between the bearing rolling elements and the fluid film. Due to the flexibility of this ring, an elastic coupling occurs modifying the behavior of the bearing-SFD system. A global flexible bearing-SFD assembly model is proposed in this paper. Large deformations can occur, resulting in a contact between the ring common to the bearing and the SFD and its housing. To reproduce this interference, an effective mechanical stop model is also proposed. The behavior of an industrial bearing-SFD assembly is then investigated for different operating conditions. The presented results show that this coupling has a first-order influence on the behavior of the bearing-SFD system. It is also shown that such elastic coupling introduces a dissymmetry of the load distribution with respect to the applied load direction. Moreover, in certain cases, the position of the bearing in its housing can reach eccentricities larger than the radial clearance of the SFD.     

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。