大型汽轮发电机组轴系扭振响应在线监测仿真计算的研究

大型汽轮发电机组扭转振动的在线监测系统可以连续监测机组的部分电气和蒸汽参数，机端测点的扭角等，并在某些参数的变化超标时采集数据和报警同时启动上位计算机，实时分析该时刻机组的扭振情况及其引起扔疲劳寿命损耗。着重讨论了利用实测数据和轴系结构模型，快速计算轴系各危险截面扭振响应的方法，并给出了利用该方法计算的部分实测扭振响应的曲线。     

汽轮机扭振作用下叶片响应及应力计算

建立了适用于汽轮发电机组轴系扭振与叶片振动耦合分析的转子-叶片耦合扭振模型,并将该模型应用于某国产600MW汽轮发电机组末级长叶片的分析计算中。基于该模型采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β法相结合的方法得到轴系扭振故障时叶片的位移响应曲线,利用Ansys软件计算得到叶片位移-应力关系曲线,确定了叶片振动的危险截面,得到叶片危险点的应力历程,为转子和叶片的扭振疲劳寿命损耗在线分析和安全性评估奠定了基础。     

汽轮发电机组轴系扭振响应分析

针对传统的汽轮发电机组轴系扭振瞬态响应求解模型的不足,进行了去线性趋势处理,消除了Newmark-β法存在的线性累积误差,建立了新的求解模型.以300 MW汽轮发电机组扭振模拟机为对象,对典型电力系统扰动(如三相短路、两相短路、非同期并网等)下的轴系扭振响应进行了仿真分析.结果表明:几种扰动均能激起轴系的前五阶扭振固有频率,尤以120°非同期并网激起的轴系扭振响应最大;在整个轴系的扭振响应上,发电机转子处的扭振比汽轮机转子处剧烈.     

发电机组轴系扭振疲劳损伤评估方法研究

凹槽、套装联轴器等结构往往是汽轮发电机组轴系疲劳损伤的薄弱环节,对其进行应力分析至关重要,经验公式无法满足要求。以某600 MW汽轮发电机组轴系为例通过有限元建模方法对汽轮发电机组轴系进行扭应力分析,进一步得到薄弱环节的应力寿命曲线,优化疲劳极限取值,实现低幅值次同步振荡工况下的疲劳评估。采用多段集中质量模型分析扭振固有特性,结合轴系扭振固有特性和应力寿命曲线,评估机组轴系在次同步振荡工况下的疲劳损伤。此方法可用于评估汽轮发电机组轴系疲劳损伤情况。     

汽轮发电机组轴系扭振的时频特征分析

针对电网动态模拟系统和汽轮发电机组轴系扭振模拟机,开展了典型工况及故障扰动下的汽轮发电机组轴系扭振试验研究,并利用非平稳信号的时频分析方法Hilbert-Huang变换（HHT）对轴系的扭振信号进行了分析．结果表明：在短路故障的冲击下,机组有机电互作用的扭振发生时,扭转振动的幅值大幅增加,扭振频率也发生了变化;三维时频图显示了扭振幅值开始增大然后逐渐减小,形成一个瓶颈状的峰谷对应曲线;三相短路故障引起的机电互作用的扭振时间大于两相短路故障引起的机电互作用的扭振时间;Hilbert谱图能获得时间、频率和幅值对应的关系,定量刻画了频率和幅值随时间的变化过程．     

基于轴承座振动信号检测的轴系扭振监测方法实验研究

提出了一种基于轴承座垂直方向振动信号检测的轴系扭振监测与诊断的新方法,建立了扭振监测与诊断的理论模型,给出了轴系扭振故障存在与否的诊断准则。实验结果表明:该方法在保证轴系扭振监测实时性的同时,能够准确、有效地判别出冲击载荷下的扭振故障,能够清楚地显示轴系的前两阶扭振固有频率上的振动响应分量,且验证了所提出的扭振故障特征参数在很宽的转速范围具有良好的稳定性。研究结果为汽轮发电机组轴系扭振故障在线监测提供了一种新的有效方法。     

某柴油机的曲轴系扭振计算研究

采用专用扭振计算软件对某型号柴油机的曲轴系扭振进行了计算与分析.分析表明：该柴油机自由端振幅和轴系扭振应力都在许用范围之内.研究结果为该柴油机的安全运行提供了依据,也为柴油机轴系的后续设计提供了新思路.     

汽轮发电机组对瞬态三相电流电压历程激励的扭振响应计算

根据电力系统参数的监测，掌握轴系的扭振状态，是汽轮发电机组扭振监测的重要内容。本文提出一种在获得任意三相电流电压历程后的汽轮发电机组轴系的扭振响应计算方法，并研制成相应的计算机软件，可供扭振监测分析时使用。     

200MW汽轮发电机组扭应力测试

在解决了高速旋转轴上应变信号传输以及微弱应变信号现场抗干扰能力等技术问题后，成功地进行了现场扭应力的测试，并取得了良好的测试结果。试验结果对大机组扭幅标准的制订和扭振在线监测有指导意义。     

一种基于单谐次角振动信号的内燃机工作状态监测新方法

分析了内燃机轴承低阶扭振振型特性;提出了单谐次准等差振幅模型。当内燃机轴系满足此条件时,提出一种利用曲轴低谐次扭振信号幅值监测内燃机工作状态的新方法。并以某机车柴油发电机组轴系为对象进行了应用研究,验证了本方法的实用性和诊断准确性。新方法不需要其他结构参数,简便易行,而且准确度高,适用广泛,有较强的工程实用价值。     

内燃机扭振减振器选型及性能优化设计技术

为了保证内燃机运行的可靠性和低噪声,避免内燃机曲轴因扭转振动而损坏,需要配置应用各种类型的扭振减振器,以保护内燃机曲轴免受扭转振动的损坏。归纳总结扭振减振器的主要型式及其选型依据,研究分析橡胶、硅油、卷簧、板簧、弹簧扭振减振器的用途和性能等,以及优化设计、静动态试验方法,并介绍一些新型减振器及应用。     

双质量飞轮性能参数优化设计方法

双质量飞轮用于降低汽车传动系统怠速工况和常速行驶工况下的扭转振动.在怠速工况下发动机、双质量飞轮与传动系统组成的多质量扭振模型的基础上,建立了双质量飞轮第1、2阶设计模型,并推导出双质量飞轮转动惯量、怠速级扭转刚度与系统固有频率的关系,结合减振原理,建立了其转动惯量分配和怠速级扭转刚度的设计方法;根据双质量飞轮的工作原理,推导出行驶级扭转刚度与发动机最大转矩、怠速级扭转刚度的关系,并以避免低速区和常速区动力传动系统发生主谐次扭转振动为目标,建立了多级扭转刚度的设计与优化方法.发动机的扭振试验验证了设计模型和设计方法的正确性,怠速工况下第1阶固有频率降至7.9,Hz,行驶工况下双质量飞轮对发动机速度波动衰减了80%左右.     

基于动力学的某柴油机曲轴系扭振分析

采用动力学方法,建立了一个包括减振器和飞轮的某柴油机曲轴系扭振分析模型。着重进行了减振器频率的选定,并对选定减振器频率后的曲轴系扭振行为进行了仿真分析。结果表明,该轴系的扭振指标均在可接受的范围内,扭振行为较好。     

轴系扭振在线监测系统开发研究

扭转振动是影响诸如发电机组、空压机、推进轴系等旋转机械安全运行的重要动力性能之一,而发电机组、空压机等轴系扭振激励受负载的影响往往较大。为提高设备运转可靠性,在轴系运转过程中扭振应力幅值超过一定限值时进行预警,开发了一套船舶旋转机械轴系扭振在线监测系统,对船舶旋转机械设备实现严密的运转监测保护。系统同时兼容采用应变监测的直接测量方法与采用脉冲时序法测量的间接测量方法对轴系扭振进行监测,根据轴系实际情况对传感器类型以及监测系统模式进行选择,提高了系统对不同轴系结构的适应性。系统以ARM加DSP为开发平台,综合应变电测、无线遥测和数字信号处理等技术开发了监测系统。并通过标准应变模拟器以及基于脉冲时序法理论所设计的扭振标定器分别对无线应变遥测系统以及脉冲时序法扭振采集系统试验精度进行验证。结果显示,采用脉冲时序法测量,在转速为5 000 r/min时,系统检测误差约为0.3%,采用应变遥测系统检测方案时,误差值也远小于1%,该轴系扭振监测系统能实现较高精度的监测。     

汽轮发电机转子扭振模型修改

为建立精确的汽轮发电机转子扭振模型,本文讨论了用所得不完全模态来修正由有限元法建立的集中参数模型,使其在所需的上人与测试的动力地性一致。     

某柴油机曲轴扭振合成应力控制计算分析

针对某新型柴油机轴系扭振计算中曲轴扭振附加应力过大问题,对激励进行分析并开展扭转振动计算;尝试采取不同途径消减过大扭振合成应力。得到如下结论:当今柴油机强化指标不断提高,而CCS推荐的气体激励简谐分量幅值相对偏小,从安全角度出发,扭转振动计算时应按照柴油机厂提供的激励数据进行。共振区域的过大振动应力可通过确定主要贡献的谐次分量,调整节点位置部件参数的方法来消减;非共振区域的过大振动属正常的振动响应,可通过增强曲轴的抗扭振疲劳强度来适应,但其可行性应综合考虑柴油机设计因素。     

扭转减振器类型检测的试验研究

详细论述某型号发动机扭转减振器类型检测的试验研究过程，在扭转减振器分解前摸清厂减振器的基本结构类型，为下一步工作奠定了基础，并摸索了一条扭转减振器类型检测的新方法。