基于ANSYS/Rofordynamics的磁悬浮柔性转子运动特性研究

用ANSYS/Rotordynamic8分析软件建立了磁悬浮柔性转子的有限元模型;对转子的运动特性--临界转速、模态轨迹和振型进行了系统的计算和理论分析;研究了磁悬浮柔性转子模态轨迹的特性以及对位移测试信号的影响;同时,为同类磁悬浮柔性转子的悬浮控制提供理论参考.     

柔性磁悬浮转子动态特性的研究

主要研究了柔性磁悬浮转子的动态特性,并建立了求解其固有频率和振型的理论与计算模型.分析了支承刚度对磁悬浮转子固有频率的影响,对柔性磁悬浮转子的动态特性的研究和认识有助于改善磁力轴承的结构设计,并对磁力轴承的控制系统研究具有重大意义.     

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。     

金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对磁轴承转子系统不平衡振动的影响

在磁悬浮轴承柔性转子系统中同时引入金属橡胶环和磁悬浮阻尼器,通过理论计算和系统高速旋转实验分析了金属橡胶环和磁悬浮阻尼器对系统不平衡振动的影响。研究结果表明:在一定范围内,转子在第一阶弯曲模态频率处的振动随金属橡胶环刚度和阻尼的变化而明显改变;同时引入金属橡胶环和磁悬浮阻尼器可显著减小转子在前两阶弯曲临界转速运行时的振幅,有助于简化磁轴承的控制策略,保障系统安全稳定的运行。     

基于ANSYS的磁悬浮转子的模态分析

以磁悬浮轴承转子系统的组成及工作原理为基础,在ANSYS9.0中建立了磁悬浮转子的三维有限元模型.采用Subspace法计算了前4阶固有频率和振型,并与试验模态分析结果进行了对比.结果显示,基于有限元法得到的数据与试验模态分析基本一致,所建立的有限元模型为柔性转子系统设计提供了一定的理论依据.     

基于ANSYS的磁悬浮挠性转子模态分析与设计

以一台磁悬浮挠性实验转子为例,结合ANSYS软件,探讨了磁悬浮挠性转子的模态设计方法,研究了支承刚度对转子模态频率和模态振型的影响,在此基础上,分析了过临界转速的磁悬浮挠性转子支承刚度的设定原则,并给出了磁悬浮实验转子的合理支承刚度范围。研究表明：影响转子模态可观性和可控性的一个重要因素是径向磁力轴承转子和位移检测环的长度之和与转子总长度的比值;支承刚度除了影响转子的模态频率外,还影响转子的模态振型,并且当支承刚度高到一定程度后,模态的可控性和可观性严重恶化,甚至可能导致磁悬浮转子过临界转速时失稳。     

基于柔性转子动力特性分析的动平衡技术

阐明柔性转子进行动力特性分析的必要性,提出采用有限元分析软件ANSYS求解转子动力的特性,并运用转子动平衡技术思路。对转子进行模态、谐响应和瞬态响应分析,求出转子的前三阶固有频率,得到在不同形式外力激振下转子的响应特性。研究了柔性转子的迟滞特性和减幅特性以及平衡此类柔性转子的基本方法,为实际工程应用提供理论参考。     

三支承磁悬浮轴承转子系统动态特性分析

在径向两支承磁悬浮轴承转子系统的基础上增加一个辅助径向支承,构成三支承磁悬浮轴承转子系统。对三支承磁悬浮轴承转子系统的动态特性进行理论和实验分析,并与两支承系统进行对比,结果表明,增加磁悬浮辅助支承后,有利于提高系统的各阶模态阻尼,降低转子的振幅,提高系统的稳定性。     

磁悬浮轴承-柔性转子系统的结构设计

简述了磁悬浮轴承柔性转子的发展进程,分析磁悬浮轴承-柔性转子系统的结构及工作原理,从理论上把转轴设计成细长的柔性转子,并从结构上设计了一台磁悬浮轴承-柔性转子系统试验装置。     

基于有限元的磁悬浮轴承支承转子的模态分析研究

以磁悬浮轴承支承转子系统的组成及工作原理为基础,运用有限元ANSYS11建立磁悬浮轴承支承的转子的三维模型,通过模态分析模块分析该转子的前三阶固有频率和振型,并与实验模态分析作比较,仿真结果与实验结果确一定的误差,但误差不大,最大误差是6．9％,最小误差是1．03％,给进一步分析该转子的动态特性提供了基本正确的确限元模型。     

高速磁悬浮磨削主轴的试验模态分析

高速磁悬浮磨削主轴在工作转速范围内发生了较大的振动,为此采用试验模态分析法对其进行振动研究,得到高速磁悬浮磨削主轴的固有频率和振型,结合试验模态分析的结果与控制参数的调整,最终找到了振动的原因,提出了一种改善磁悬浮转子系统动力学特性的方法.研究内容对高速磁悬浮磨削主轴的结构设计和控制设计具有一定的实际意义.     

径向永磁偏置磁悬浮轴承转子模态分析

分析了某径向永磁偏置磁悬浮轴承刚度阻尼特性,用有限元软件ANSYS对轴承转子进行模态分析,得到PD控制下轴承转子的前五阶固有频率与模态振型,最后分析了支承刚度对轴承转子固有频率的影响。所建立的有限元模型为实际控制系统的运行调试及结构设计提供了理论指导。     

磁悬浮阻尼器参数对系统弯曲模态阻尼的影响

在一般磁悬浮轴承转子系统上安装磁悬浮阻尼器,组成磁悬浮轴承与磁悬浮阻尼器组合支承转子系统.通过理论计算及试验模态分析,研究了磁悬浮阻尼器参数对系统弯曲模态阻尼比的影响.结果表明,随着磁悬浮阻尼器等效支承阻尼的增加,系统第1,2阶弯曲模态的阻尼比显著增加,有利于系统越过前2阶弯曲临界转速.     

卧式离心机转子-磁悬浮轴承系统的非线性特性分析

为解决实际工程中卧式离心机高转速工作条件下的振动问题,对磁悬浮轴承支承的轴承振动特性进行分析。建立了转子-磁悬浮轴承振动系统的数学模型,考虑陀螺效应,基于非线性理论,运用Wilsonθ直接积分法并通过MATLAB软件求解出x,y两方向的振型、速度、轴心运行轨迹。结果表明:x向振动大于y向振动,且振幅呈衰减趋势,增大偏磁电流可有效降低转子的振幅;在考虑陀螺效应的情况下,转子轴心轨迹呈椭圆形。最后,通过ANSYS/Workbench仿真分析验证了数值结果的合理性。     

控制参数对刚性磁悬浮转子模态的影响

对刚性磁悬浮转子进行了动力学建模,并在此基础上推导了动力学方程,利用实际转子结构参数在PD和PID控制方式下对转子进行了仿真分析,说明了控制参数对刚性磁悬浮转子模态的影响.     

磁悬浮电动机柔性转子振动控制与试验研究

针对磁悬浮电动机柔性转子穿越一阶弯曲临界转速所面临的问题,提出综合多种控制器于一体的振动控制方法。为保证控制器设计的准确度,采用在线扫频技术验证磁轴承系统各环节建模的正确性。基于不完全微分PID控制器,设计固定中心频率的陷波器抑制转子二阶弯曲模态。根据等效控制系统的阻尼特性,设计相位补偿器增加转子在一阶弯曲模态共振点附近的正阻尼,抑制转子一阶弯曲模态。考虑到转子存在较大的二阶柔性不平衡质量,根据最小电流控制准则,在转子穿越一阶弯曲临界转速之后启用同频陷波器,消除功放同频电流,避免磁轴承控制量过大造成功放电压饱和。试验结果表明,所设计的综合控制器有效抑制了转子的一阶和二阶弯曲模态,且转子在一阶弯曲模态处的最大位移振幅仅为轴承单边保护间隙的5%;最终转子成功穿越一阶弯曲临界转速,并稳定运行在转速34 000 r/min。     

高速滚动轴承柔性转子试验机

支承高速柔性转子的滚动轴承的寿命、可靠性及失效形式十分复杂,很难得到准确的理论分析结果。因此新研制了高速滚动轴承柔性转子试验机,可以模拟轴承的载荷、转速、润滑等工况条件,测试支承柔性转子系统的轴承性能,为高速轴承性能分析提供准确的试验数据。对支承柔性转子的滚动轴承进行了试验,验证了试验机的可靠性,发现与刚性转子系统相比,柔性转子系统振幅增大且轴心轨迹复杂,这将影响支承轴承的动力学特性。     

飞轮材料对磁悬浮轴承转子系统动态特性的影响

为了解磁悬浮轴承转子系统动态特性,进而对其结构进行优化设计,建立了磁悬浮轴承转子系统的动力学模型,假设磁轴承是具有一定刚度的弹簧模型,以7075铝合金材料飞轮为突破口,利用ANSYS Workbench进行转子系统的模态分析,得到了转子的固有频率和振型;并针对不同飞轮材料对转子系统固有频率的影响规律进行对比研究,得出7075铝合金作为飞轮材料优于其他3种合金材料的结论,为转子系统的结构设计和优化提供了重要参考。     

主动磁悬浮轴承监控系统设计及验证

文中以10k W·h飞轮储能系统的主动磁悬浮轴承为研究对象,设计了主动磁悬浮轴承转子运动监控系统,实现了对轴承转子运动的实时监控,转子的转速、位移、轴心轨迹等数据的采集与保存。监控系统可以有效地观察转子振动,准确分析转子在不同转速时转子振动特性,防止因为振幅过大而引起转子碰撞轴承。     

感应式主动磁悬浮球形电动关节的机理研究

多自由度磁阻式主动磁悬浮球形电动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但由于磁阻式球形电动关节悬浮和旋转精度受限于转子位姿和瞬时步距角,且不能实现绕过球心的任意轴旋转,致使响应速度不能达到最快。提出感应式主动磁悬浮球形电动关节,研究其旋转和悬浮机理,基于气隙磁感应强度分布建立关节的电磁悬浮力和电磁转矩数学模型;通过有限元仿真分析磁感应强度、电磁悬浮力和电磁转矩等的分布特性,建立主动磁悬浮球形电动关节系统的试验台,对关节转子位移特性、悬浮和旋转特性进行测试试验研究。