高炉煤气余压透平膨胀机转子动力特性

针对TRT转子振动过高及机组运行效率低等问题,开展TRT转子动力特性的研究。采用三维软件UG进行了转子的几何建模,导入Ansys Workbench中建立了有限元分析模型,对转子动力特性-模态、临界转速和稳态不平衡响应进行了计算与分析,在此基础上用有限元模型分析了不同支承刚度和不同支承位置对转子动力特性的影响规律,并在高速转子试验台上进行了试验。研究表明,计算与试验结果相差3%以内,有限元分析结果能真实反映出转子的动力特性。支承刚度与支承位置均对转子的第1、2阶临界转速有明显影响。不平衡响应中1阶最敏感的为二级叶片位置,2阶最敏感的为头部(联轴器)位置。为其他同类型转子的动力特性计算与分析提供了参考。     

基于API 617的离心压缩机转子系统动力学特性研究

本文依据API 617的转子动力学设计要求,对某离心压缩机的转子系统展开动力学特性分析,首先对转子-轴承系统进行建模,再次对其进行临界转速计算,计算结果依据API617的要求进行判定,最后对其开展了稳定性分析。研究结果可以指导压缩机的主机设计。     

氦气体轴承透平膨胀机研制

根据氦制冷系统的要求设计氦透平膨胀机,按透平膨胀机的整体热力性能及机械性能进行多目标优化方法设计,对氦透平膨胀机的结构形式、热力性能进行优化设计。对传统的 Riccati 传递矩阵法改进推导进行临界转速求解,提出一种切向进气的静压气体轴承结构形式,通过设置回气孔和轴向排气孔,提高主轴的失稳转速。通过现场氦气试车,氦透平膨胀机运转平稳,热力性能优异,表现出良好的整机性能,完全达到了氦制冷系统的设计要求。     

滚动转子式压缩机转子动力学分析

文中研究了压缩机转子临界转速和不平衡响应的分析计算。电机在旋转过程中产生的径向不平衡磁拉力,作用在转子上,会对其临界转速产生影响。利用有限元法提取了电机气隙径向磁密,合成不平衡磁拉力,并计算在不平衡磁拉力影响下的压缩机转子临界转速;计算转子对于某些位置上的不平衡量的敏感程度;求解轴承-转子系统频率方程并求得复频率,画出了复特征值对应的对数衰减率曲线,分析了轴系的稳定性。     

涡轮增压器转子系统三维动力学特性分析

针对涡轮增压器转子系统,考虑陀螺力矩、转子叶轮刚度和转轴抗扭刚度的影响,建立三维分析模型,利用有限元法进行转子系统动力特性分析.开展转子系统临界转速的分析,通过传递矩阵法模型和有限元梁单元模型校验三维模型的有效性,结果表明集总质量法在简化带有较厚轮盘的转子结构时,会减小转子结构的抗弯刚度.开展转子系统不平衡质量动力响应分析,结果显示,转子系统存在着弯扭组合振动,且弯扭组合振动表现为一种非同步的半频激振现象;随着转速的升高,转子系统的弯扭组合振动现象越趋明显;在弯扭组合振动频率附近,转子振动形式为弯扭组合振动;而在其他涡动频率下,转子振动形式为弯曲振动.     

某型高速电机转子动力学分析

为了避免电机转子的额定转速与转子系统的临界转速相接近而发生共振,应用有限元法,编写Ansys软件的APDL语言,对转子系统进行模态、Campbell图及不平衡响应计算。分别得到转子系统的前四阶模态振型和前两阶临界转速,利用不平衡响应法计算的临界转速与Campbell图法对比验证计算的正确性,并得到各结构位置处的稳态响应。研究结果表明,该转子额定转速避开了转子的临界转速,转子设计合理。     

带有尾气透平的离心压缩机的振动控制

利用有限元法计算了带有尾气透平的某型压缩机转子动力特性,现场动平衡表明了计算的正确性;分析了尾气透平对整个转子力学特性的影响,发现转子在联轴器和尾气透平处具有不平衡敏感性,经常引起机组振动超标,在自动平衡试验的基础上,采用主动平衡技术的解决方案.     

某型航空发动机双转子系统动力学特性计算

针对双转子航空发动机的动力学特性问题展开研究,以传递矩阵法为基础,建立数学计算模型,引用经实验验证的算法,结合某型航空发动机双转子的实际结构,对其动力学特性进行理论计算,对结果进行分析,得出结论,为航空发动机转子动力学特性的调整和发动机的故障诊断提供了一些理论参考。计算结果表明:该发动机转子在额定工作转速范围内存在一阶临界转速,但临界转速远离工作转速,说明柔性转子设计合理。双转子系统中由于中介轴承的耦合作用,一个转子的临界转速随另一个转子转速的增加而增加。     

粘弹性支承柔性转子的动力学分析

运用有限元方法,对一端带粘弹性支承、另一端弹性支承的柔性转子进行动力学分析。基于Timoshenko梁单元模型建立系统的有限元模型和运动方程,以考虑转子的柔性和轮盘的陀螺效应。对系统进行自由振动和受迫振动分析,计算转子在不同支承条件下的临界转速与不平衡响应等,探究粘弹性支承的弹性刚度、损耗因子对系统动力学特性的影响。结果表明,粘弹性支承的弹性刚度能显著影响系统的临界转速和不平衡响应。较大的损耗因子能降低不平衡响应,但降低的程度会受到弹性刚度的影响。     

透平膨胀机的失效分析

根据透平式膨胀机气体轴承的工作原理,针对空分装置透平膨胀机组在实际运行中的振动和轴承烧损情况进行分析,提出故障的处理方法和改进措施。     

转子系统动力特性分析

用传递矩阵法推导转子系统临界转速和动态不平衡响应的计算公式 ,用 MATL AB软件编写了相应的计算程序 ,用一个有理论解的例子对程序进行考核。对一模型悬臂转子进行了比较全面的分析 ,得出了转子系统的临界转速的变化规律。在此基础上对某实际火箭发动机转子系统的动力学特性进行了分析。研究了联轴器刚度、浮动环刚度等对转子特性的影响     

燃气轮机低压压气机转子动力特性研究

基于某型船用燃气轮机低压压气机转子的实体模型,应用网格划分软件Hypermesh,通过手动网格划分建立了压气机转子的有限元模型。利用数值仿真软件求解了转子的临界转速及转子第2级、4级、6级分别存在不平衡下的稳态不平衡响应。计算结果表明：转子具有良好的整体结构刚度,一阶临界转速安全系数合理。在压气机的设计及制造工艺中需要对转子第4级附近盘鼓的结构强度给予一定重视。     

电磁轴承支承的透平膨胀机转子系统模态分析

针对电磁轴承支承的高速透平膨胀机转子系统,利用ANSYS软件建立详细的三维实体模型,并采用适当方法生成合理的有限元模型,对电磁轴承在转子系统中的模拟和作用进行探索.使用一组实测的控制器参数,结合电磁轴承系统的实际结构和刚度阻尼的计算方法,计算电磁轴承的刚度阻尼系数.并以此为输入参数,经ANSYS模态分析得到该转子系统的前8阶临界转速和模态振型.其中前6阶临界转速远低于系统工作转速,对应为系统的扭转、轴向平动或刚体摆动振动模态;后2阶临界转速接近系统工作转速,对应一阶弯曲振动模态.计算结果表明,系统在现有结构及参数条件下不能按预定的工作转速稳定运转,需要改进设计.由计算结果分析知道,轴向电磁轴承对转子系统动力特性有一定影响,某些情况下不能忽视.理论计算结果与试验情况基本吻合,可为该转子系统设计提供理论依据.此研究思路与方法可作为同类系统动力特性研究的一种参考.     

离心透平转子的动力学分析与试验

针对某离心式透平膨胀机转子,采用MADYN2000进行动力学建模,对高速轴进行了无阻尼临界转速分析与临界转速图谱分析,选定了轴承刚度范围。确定轴承结构后校验了轴承的动态特性,该轴系的阻尼临界转速满足API617设计要求,并用不平衡响应计算为叶顶密封间隙设计提供了依据。在机组试验过程中,可重复观察到显著的跨临界现象,并对试验期间出现的油膜涡动情况进行了剖析。达到额定转速后的轴承振动趋于良好,经停机拆解未发现叶顶密封有磨损痕迹。试验结果表明,离心透平转子的临界转速和轴承温度计算与试验结果基本吻合,转子动力学分析在新机组的开发过程中具有良好的指导意义。     

某大型直联离心压缩机转子系统的动力学特性研究

建立了某直联转子系统的有限元模型,进行了扭转固有频率的计算;考虑轴承的影响,进行了在定刚度和随转速变刚度情况下,系统弯曲固有特性分析,并采用对数衰减率进行了运动稳定性分析;最后根据API617相关标准,施加2种激励工况,进行了不平衡响应计算.对所有计算结果均与试验结果进行了对比.     

航空用空气涡轮起动机涡轮动力学特性分析

涡轮作为空气涡轮起动机的最核心组件,其动力学特性影响整个起动机。通过有限元商用软件建立空气涡轮起动机整机有限元模型。减速系统中的双联齿轮部件被等效简化为两个质点间的弹簧连接,弹簧的刚度等于通过威伯-班纳斯切克模型计算得到的齿轮啮合刚度。基于起动机模型进行涡轮临界转速计算和不平衡响应分析,得知该型空气涡轮起动机在加速阶段会经历涡轮两阶临界转速,并确定实际不平衡量激励下的响应大小,为涡轮优化设计以及振动控制提供技术依据。     

中压低温透平膨胀机轴封封严特性研究

采用现代计算流体力学方法对PT1230中压低温透平膨胀机轴封内的三维定常黏性流场进行数值模拟,研究4种齿形(矩形齿、勾形齿及齿距不同的2种三角形齿)、3种进排气稳压结构共计12种密封方案的封严特性和流场细节。研究结果表明:密封齿的齿形对泄漏量的影响很大,其中齿距较大的三角形齿由于其具有较大的密封腔室,节流膨胀充分,密封性能最强,但是增加了密封的轴向长度;齿封的密封效果主要依赖于齿尖和外端壁的节流间隙,缩短该间隙,齿尖区域的压力梯度增大,密封效果增强;研究的4种齿形中,采用单进单出式的进排气方式时泄漏量最小,采用单进双出且排气口接近进气口的进排气方式时泄漏量最大。研究结果为合理地设计轴封开口位置、选择适宜的轴封长度,为改善密封效果提供了参考。     

工业尾气透平膨胀机振动故障的诊断与改进

本文就一台工业尾气透平膨胀机试车过程中的振动故障,依据试车频谱及轴心轨迹等试车数据,以理论分析和经验判断对该故障进行了诊断与分析,从机组结构、平衡方式、装配工艺、轴承间隙等方面查找原因,并采取相应的改进措施,成功排除了振动故障。     

透平气动马达转子系统的动力学特性研究

基于厘米级反击式微型透平机的透平气动马达,是项目组所提出的一类新型气动马达.针对所研制的该类透平气动马达样机中的高速转子系统的动力学问题,基于有限元法对该透平气动马达转子系统的最大应力点和临界转速进行了分析,得出了该转子系统的合理转速范围;此外,还分别对转子系统最大应力、振动模态与设计参数及工作转速的内在关系进行了探讨.研究结果对该类气动马达合理运行转速的确定及结构优化提供依据,并为新一轮样机的研制和转子系统动力学品质改善指明方向.     

某空气涡轮起动机转子系统动力学特性分析

行星齿轮系统是某型空气涡轮起动机的重要组件之一,涡轮转子通过齿轮系统将动力输出,涡轮转子和齿轮系统耦合在一起.将齿轮啮合简化为一种特殊支承,支承刚度通过齿轮啮合刚度在轴心方向的投影得到.根据当量齿形法,采用石川模型计算得到齿轮的形变量及啮合刚度的平均值,基于Ansys经典界面,建立涡轮转子-齿轮系统简化有限元模型,对其...