汽轮机转子系统稳态热振动特性的研究

汽轮机是现代火力发电厂的主要设备,在冶金工业、化学工业、舰船动力装置中也得到广泛应用.当汽轮机频繁启停时,蒸汽参数剧烈改变,引起汽轮机部件的内温分布剧烈改变,从而引起转子过热变化和热振动增大.在考虑材料性质随环境温度而改变的基础上,还考虑了径向温度、不均匀,并运用有限元方法和热-结构-动力学耦合理论,深入地研究了热曲线...     

基于非线性动态特性的轴承–转子系统振动分析

随着空气静压主轴在超精密加工过程中的广泛应用,对主轴的运动精度的要求不断提高,如何准确预测和提高主轴运动精度是十分必要的。基于空气静压轴承的非线性动态特性,研究空气静压主轴的振动特性和预测模型,探索非线性动态特性分析对主轴回转精度的影响。首先,对空气静压径向轴承的动态特性进行分析,建立气膜动态流动模型,采用扰动法求解模型得到轴承的非线性动刚度与动阻尼系数。将空气静压轴承内的气膜作为弹簧阻尼系统建立轴承–转子系统,并通过动力学分析建立了轴承–转子的动态振动模型。将轴承的非线性动态特性参数引入振动模型,结合MATLAB对模型进行求解,得出了空气静压主轴径向跳动误差曲线、偏转误差曲线和径向总振动误差曲线,并通过FFT数据处理对振动进行频域分析。通过对比分析得到非线性分析对空气静压主轴径向振动误差的影响。最后,搭建了空气静压主轴径向回转误差测量试验台,得到主轴实时回转误差信号,实现轴承–转子系统的振动动力学模型分析的实验验证。从空气静压径向轴承的动态分析可以看出,轴承的动刚度和动阻尼均呈非线性变化,随着偏心率的增加动刚度不断增加,而动阻尼不断减小。从轴承–转子系统的振动分析可以看出：1）非线性分析对主轴偏角振动误差有明显影响,而对径向跳动误差的影响不明显,说明非线性分析主要通过影响主轴的偏角误差从而影响径向总误差。2）定值分析时偏角误差的最大振幅基本稳定,而非线性分析时偏角误差的最大振幅存在一个增加过程并最终趋于稳定,并且非线性分析时最大振幅明显大于定值分析时的振幅。3）在供气开始一段时间内,非线性分析与定值分析下的径向总误差基本一致,但随着时间的增加,非线性分析下的最大振幅大于定值分析下的最大振幅,说明开始供气时非线性分析对径向跳动误差和偏角误差没有造成明显影响,当供气稳定时非线性的动刚度与动阻尼会对主轴转子振动幅度产生明显影响。4）从频域上看,非线性分析最大振幅处的共振频率为964 Hz,定值分析最大振幅处共振频率为986 Hz,非线性分析使最大振幅处的共振频率有所下降。5） 非线性分析和定值分析在频率高于1 500 Hz时,转子的振幅变化都很小,说明频率大于1 500 Hz之后,转子振动比较稳定,此时气膜的振动频率与固有频率不容易发生共振。空气静压主轴回转误差实验的结果表明,基于非线性分析所得的主轴径向回转误差的误差率比定值分析所得主轴径向回转误差的误差率降低了1.43%～6.54%。因此,将空气静压径向轴承内气膜作为弹簧阻尼系统施加于转子之上可以实现轴承–转子系统的耦合振动分析,轴承非线性动态特征参数的引入实现了轴承动态性能对主轴动态振动的影响,通过基于非线性动态特性的轴承–转子系统的振动分析可以更加准确地研究和预测空气静压主轴的径向振动误差。     

微型超声波电机定子振动特性有限元分析

利用有限元法对齿状环形行波型微超声波电机定子的振动特性进行了计算分析.建立了定子弹性体和压电体耦合的有限元模型,利用SOLID45单元将定子编制成ANSYS有限元软件的宏文件,以便于改变定子尺寸并自动生成相应的有限元模型;探讨了不同结构参数对压电定子动态性能的影响,得到了各结构参数对压电定子模态频率的影响曲线.研究结果表明,定子弹性体与压电体之间的胶粘层对定子模态频率的影响很小,在分析过程中可以忽略;定子的振动主要以弯曲模态为主,其振动频率随压电陶瓷和定子环厚度的增加而增大,随定子齿高、齿数和内径的增加而减小.     

基础柔性的转子系统振动模态分析

目的 研究温度变化对基础柔性的双盘非对称转子系统振动模态的影响,为今后进一步研究转子系统的不平衡响应、碰摩故障分析、分叉与混沌行为和稳定性等动力学特征提供重要的基础性工作.方法 利用有限元分析基本理论,建立转子系统的有限元模型,采用ANSYS弹线性结构分析软件,来分析转子系统的振动模态.结果 结果表明,温度对转子系统的固有频率有一定的影响,各阶固有频率随温度的升高而降低;固有频率越大,温度越高,温度对转子系统固有频率的影响就越大;转子系统的1～8低阶振动模态主要是转轴的弯曲振动,9阶以上模态主要是转轴的弯曲振动和基础的弯扭组合振动的耦合;当温度超过600℃时,3～4阶、6～7阶和高于8阶固有频率频段内固有频率的相对降低程度变化较大.结论 温度对转子系统固有频率的影响在温度变化较高的情况下不可忽略,基础柔性主要对高阶振动模态有影响.     

转子——轴承系统振动的自校正控制

本文给出了一种新型的，用于转子－轴承系统振动的主动控制方案，其主要由可控径向油膜轴承和自校正调节器组成，可控径向轴承作为系统振动的控制元件，通过施加不同的油腔压力而在线地调整转子－轴承系统的动态特性，控制算法由在线参数辨识和基于多步自校正递推预报器的自校正控制器组成，通过测量系统的输入输出值，使转子系统的振动在最小方差意义下最小，仿真计算表明用用本控制方案可以使转子一轴承系统的振动有效地减小。     

非线性弹性支承转子系统动力特性分析

把非线性弹性支承简化为带变刚度、变阻尼元件的Ｋｅｌｖｉｎ模型,并用子结构传递矩阵法分析具有这类支承的转子系统的动力特性。     

转子─轴承系统振动的自校正控制

本文给出了一种新型的，用于转子—轴承系统振动的主动控制方案。其主要由可控径向油膜轴承和自校正调节器组成。可控径向轴承作为系统振动的控制元件，通过施加不同的油腔压力而在线地调整转子—轴承系统的动态特性，控制算法由在线参数辩识和基于多步自校正递推预报器的自校正控制器组成。通过测量系统的输入输出值，使转子系统的振动在最小方差意义下最小．仿真计算表明用用本控制方案可以使转子—轴承系统的振动有效地减小．     

125mm脱壳穿甲弹固有振动特性的有限元分析

介绍了125mm尾翼稳定穿甲弹有限元模型的建立,对单元丢失、模型粘接等问题进行了探讨,应用结构分析软件Algor对该穿甲弹进行了有限元模态分析。     

弹用发动机转子支承系统参数优化

采用Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵法及松驰迭代法，对具有挤压油膜用尼器和弹性支承的柔性转子系统的稳态不平衡响应进行了理论分析．在此基础上．运用混合罚函数法对某型号涡喷发动机转子支承系统的弹性支承刚度及挤压油膜阻尼器的诸参数进行了优化设计，从而为新型发动机的研制，提供了理论依据．     

多平行轴转子系统非线性振动特性分析

建立了齿轮啮合的非线性力学模型，并用自适应变步长ａｕｔｏ—ＲＫ４数值计算方法求解了齿轮耦合的多平行轴转子系统的非线性稳态周期解，分析了齿轮齿形误差和压力角误差对转子系统的激振及系统的幅频特性．     

轴系扭振特性调整的敏感度分析方法

研究了轴系扭振模型简化及轴系扭振特性调整的敏感度分析方法,对敏感度分析方法进行了理论上的推导和计算,通过对东方２００ＭＷ机组不合理扭振特性的调整计算,具体说明了运用敏感度分析结果对实际机组进行结构参数调整的方法。     

基于ANSYS的井下齿轮传动系统振动分析

为研究井下齿轮传动系统的振动特性,基于三维建模软件CREO建立井下齿轮传动系统主、从动齿轮的三维几何模型,采用大型分析软件ANSYS,建立了井下主、从动齿轮的有限元仿真模型,并通过读取结果文件中井下主、从动齿轮在不同阶数下的固有频率及对应振型,直观地分析了井下主、从动接触齿轮的动态特性。该振动分析结果可为传动机构设计阶段优化齿轮参数以远离外界激励频率提供理论参考,从而避免齿轮传动系统发生共振,并有效地提高齿轮传动系统的疲劳强度。     

齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动的新模型

本文指出了目前文献中齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动数学模型的不足，通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对动态啮合力的影响，建立了新的弯扭耦合模型，在此基础上给出了系统弯扭耦合振动的振动方程组，更全面地描述了系统的振动特性。     

基于ANSYS Workbench的绕线机主轴系统动力学特性研究

绕线机主轴系统动力学特性对其整机性能有极其重要的影响,进而影响绕线机的精度与工作噪声。利用SolidWorks对主轴系统进行建模,采用动力学分析软件ADAMS对安装于主轴系统上部的排线机构进行分析与仿真,得到接触力时间历程曲线,并基于有限元协同仿真环境ANSYSWorkbench对主轴系统进行模态与瞬态分析。分析结果表明,主轴系统基频为451．93Hz、最大变形0．13μm。     

新型网格墙体自振特性的有限元分析

根据我国严格禁止使用粘土砖的政策,我国研究并引进了许多新材料、新工艺、网格墙体是一种新型墙体结构的主要承重结构,本文采用有限元软件ANSYS分析此结构的自振特性,得出其满足可应用性的基本条件。     

基于MATLAB的多自由度系统的振动特性分析

针对多自由度系统的振动问题,以多层强梁弱柱型框架建筑结构为例,在MATLAB平台上,分析了多自由度系统的自振特性,并以该结构在地震波作用下弹性阶段的动力响应为例,采用直接积分法和改进的模态分析法,分析了系统的受迫振动,为设计人员计算系统结构动力特性提供了参考依据.     

基于I-DEAS的失衡转子系统有限元建模研究

基于转子动力学理论和有限元数值分析方法，在I-DEAS10．0软件平台上建立转子系统简化的三维造型，用四面体单元对其进行网格划分，建立了有限元模型，并对该有限元模型进行了仿真以及动响应分析，实验验证了模型的准确性。     

基于Timoshenko梁的高架桥系统减振分析

研究轨道交通高架桥系统引起的地基振动响应及有效的减振措施．首先通过高架桥Timoshenko梁模型的离散算法．计算多个移动荷载作用下柱支座处的反力．然后把这个力作为柱和下部结构有限元模型的输入力，从而得到地基的振动响应，同时对比分析明沟隔振、减振措施的效果．     

双圆盘含裂纹转子系统振动特性探究

初始缺陷、工作环境会导致转轴出现不同程度的裂纹。为分析裂纹对转子系统的影响,通过Jeffcott转子动力学模型和断裂力学理论建立了裂纹转子系统的有限元模型。对不同裂纹深度、裂纹角度和不同转速进行了仿真分析,并采用机械综合故障台对部分裂纹转子进行了实验研究。结果表明,裂纹的出现使系统振动响应中出现2X等高阶倍频分量,轴心轨迹出现凹陷甚至套圈现象,振动幅值也随之变大;随着裂纹的加深,系统的不稳定性逐渐增强;裂纹倾斜角度的改变也影响系统的振动特性,45°裂纹对系统的影响最大,当转速开始加快时,系统受裂纹的影响慢慢减小,时域波形趋于平稳,轴心轨迹逐渐变回椭圆形。对实验结果与仿真数据进行对比,验证了仿真及建模的结论。