基于ANSYS的轴系不对中故障仿真研究

针对轴系故障难以实地模拟的问题,应用有限元方法进行仿真研究。对某轴系实验平台建立有限元仿真模型,从施加故障激振力的角度,利用ANSYS对轴系不对中故障进行模拟,通过模态分析和瞬态动力学分析,为轴系不对中的振动特性研究和故障诊断提供了依据。     

某型燃气轮机转子振动特性分析

以某型燃气轮机轴系作为对象研究其动力学特性,采用ANSYS有限元模态分析方法研究了该机组轴系的主要组成部分—燃气轮机转子和发电机转子的自由振动固有特性。在支撑结构模拟中,考虑到油膜刚度和阻尼的影响,以ANSYS COMBI214单元模拟滑动轴承支承结构,对该轴系系统地进行了扭振模态、临界转速等动力学特性分析,结果表明它们都基本上符合要求。     

基于声固耦合算法的贯流式水轮机轴系振动特性研究

水轮发电机组轴系的振动特性对水轮发电机组的设计具有重要意义。应用转子动力学理论,基于声固耦合算法,考虑轴系中转轮周围水体对轴系振动特性影响,建立轴系转轮湿模态计算模型,以本公司正在设计中的某贯流式水轮机轴系为研究对象,对机组旋转轴系的固有振动特性进行动力学计算,得到轴系前12阶模态固有频率及振型图,通过绘制轴系的Campbell图,得到系统的临界转速,分析判断机组轴系发生共振的可能性。     

高速旋转状态下齿轮轴系耦合的模态分析

提出了一种用ANSYS分析齿轮轴系耦合模态的新方法,以齿轮箱齿轮转动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了高速工作状态下转动轴系的有限元动力学模型。模拟某齿轮箱转动轴系实际工况,采用ANSYS中MPC方法对齿轮接触进行解算,得到齿轮低阶固有频率和主振型,并通过与静止状态下分析得到的固有频率进行对比分析,运用此方法可以在传动系统设计时避开齿轮箱啮合工作频率,避免由机械共振造成的整机故障,并为齿轮箱系统故障诊断提供理论支持。     

联轴器对压缩机轴系扭振的调节研究

在压缩机轴系中,联轴器不但起传递扭矩的作用,而且还有减小冲击、补偿各种因素引起的轴系相对位移和倾角.由联轴器联结的多跨转子系统的轴系扭转振动临界转速较为复杂,为避免其在工作转速的范围内,常需要进行结构的修改.本文通过分析及有限元动力学计算,针对某压缩机组轴系实例,阐明了利用联轴器调节轴系扭振的方法.当需要修改轴系动力学参数调整扭转临界转速时,修改联轴器参数是快捷、有效的方法.     

基于动力学有限元模型的多跨转子轴系无试重整机动平衡研究*

针对多跨转子轴系现场动平衡需频繁启停机的问题,结合影响系数平衡法和模态振型平衡法特点,提出一种新的基于动力学有限元模型的轴系无试重整机动平衡法。综合转子动力学相关理论和有限元技术,通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相符的转子动力学有限元模型。采用柔性转子共振分离原理,分析轴系振型和不平衡振动阶次以确定各跨转子加重平衡平面数和位置,分别在各跨转子平衡位置处施加不平衡激励,获取轴系平衡转速下各振动测点处不平衡响应,计算出相应的加重影响系数,从而取代轴系现场动平衡中需要多次启停机试重测取过程。然后采用最小二乘法通过解平衡矢量方程组得到轴系所需的平衡配重。最后以模拟百万兆瓦超超临界汽轮机的四跨五支承柔性转子轴系试验台为例,应用该方法开展了2 700 r/min转速下轴系四个平面同时配重动平衡试验,单点降幅最高达53%,实现了无试重下柔性转子轴系整机动平衡,可有效减少因盲目试重次数,节省平衡费用和周期。     

往复压缩机轴系扭振谐响应分析

往复压缩机是石油化工行业关键的动力设备,轴系动力学特性直接影响压缩机机组运转的可靠性。以某6列往复压缩机为例,利用有限单元法对轴系进行模态和谐响应分析。结果表明:轴系存在弯曲、扭转以及弯扭组合等多种模态振型;扭转共振是轴系动力学特性主要表现形式;轴系扭转共振通常只考虑一阶扭转模态振型,二阶及以上扭转模态可忽略不计。该结论对大型往复压缩机研制及故障诊断有重要的指导作用。     

大型并联立式屏蔽泵的轴系动力响应分析

针对当前对立式屏蔽泵的转子-水润滑轴承的动力学特性研究相对薄弱等问题,以大型并联立式屏蔽泵为研究对象,通过合理的简化,建立了其轴系的三维模型,通过有限单元法对其进行预应力模态分析,并在预应力模态分析的基础上,分别对其进行了谐响应分析、瞬态动力学分析,分析得出了立式屏蔽泵轴系系统的不平衡响应曲线和立式屏蔽泵的轴系系统在不同刚度和阻尼下受到突加激励时的瞬态响应曲线。分析结果表明,虽然立式屏蔽泵轴系系统在受到突加激励力后会出现较大的振动,但是很快都趋于稳定,说明该立式屏蔽泵的轴系系统拥有着较好的动力稳定性。以上的研究结果对立式屏蔽泵的设计和研究具有指导作用。     

400 mm望远镜跟踪架结构设计与分析

为了满足光学望远镜在诸多新兴领域的产业化需求,结合小口径地平式光学望远镜系统,研制了一套400 mm望远镜跟踪架。首先,为了使跟踪架满足产业化需求并适宜批量生产工艺,对跟踪架进行了模块化设计,并详细说明了方位轴系、俯仰轴系结构,同时分析了轴系理论晃动误差;然后,为了使望远镜系统稳定可靠地工作,即跟踪架需具备较好的静态特性和动态特性,对跟踪架进行力学分析,分析其承载能力和模态特性;最后,为了满足望远镜的指向和跟踪性能,即跟踪架需具备较高的轴系精度,利用千分表实测方位轴系的晃动误差,利用高精度自准直经纬仪、平面反射镜实测俯仰轴系的晃动误差和两轴垂直度误差。分析结果表明,跟踪架具有较高的承载能力和较好的模态特性,其系统一阶谐振频率达到85.16 Hz。检测结果表明,跟踪架具有较高的轴系精度,方位轴系最大晃动误差为3.2″,俯仰轴系最大晃动误差为2.6″,两轴垂直度误差为2.4″。分析及测试结果表明,400 mm望远镜跟踪架结构设计合理可行,满足使用要求。     

基于有限元法宽重型地毯织机耦联轴系动态特性分析

本文以地毯簇绒机耦联轴系为研究对象,采用SOLIDWORKS软件建立轴系的三维实体模型,并通过ANSYS有限元分析软件形成相应的三维有限元模型;通过对主轴系统进行模态分析和谐响应分析,计算出轴系前六阶的固有频率、振型及激振点的位移时间历程曲线,结果显示出主轴系统各部分结构振动的强弱分布以及抗振薄弱区,为地毯簇绒机的高速化研究及优化改进设计提供了理论依据。     

高性能主轴偏心状态传递矩阵法的研究

分析电主轴的结构组成并进行简化建模,针对电主轴的偏心状态,采用电磁学对其进行力学分析;基于传递矩阵法对分段电主轴的简化模型进行机械动力学分析,对轴系的典型单元的状态进行了数学描述,递推出整个轴系的传递矩阵;综合电磁学与机械动力学的分析结果,修改部分典型单元的状态矩阵,根据电主轴整体的边界条件,得到偏心电主轴的传递矩阵方程即轴系的频率方程。     

双列圆锥滚子轴承支承的车辆驱动桥主减速器轴系固有特性分析

车辆驱动桥主动轴采用双列圆锥滚子轴承的支承结构将引起轴系固有特性发生变化,基于赫兹接触及有限元理论建立了双列圆锥滚子轴承刚度模型及支承轴系动力学模型,对比分析了支承结构改变前后的轴系固有特性及轴向载荷对轴系固有特性的影响.分析结果表明:采用双列圆锥滚子轴承支承结构后,减速器主动轴的轴系固有频率较原支承结构有所减小;随着...     

结构小修改条件下的一种自振频率计算法

本文利用Ｒａｙｌｅｉｇｎ法预测结构再设计后的动态特征的变动情况,采用多方案比较法确定了满足设计要求的最佳方案,并利用模态实验法对该理论和所研制的软件进行了验证。结果表明：该方法具有节省时间和费用的突出特点,特别适用于目前国内产品的改进和开发,具有广泛的工程实用价值。     

随机载荷下内燃机轴系动力可靠性分析

综合考虑内燃机轴系激振力矩随机性以及刚度非线性的影响,建立轴系扭纵耦合非线性动力学模型,利用虚拟激励法求解轴系的随机响应,并基于首次超越破坏准则,分析了轴系在随机载荷作用下的动力可靠性。仿真计算结果表明,平稳随机激励的动力可靠性要高于非平稳随机激励,纵向振动、发火间隔角、随机激励的强度和传递路径对轴系动力可靠性均有一定的影响。     

基于实验模态和有限元分析的轧机故障诊断

针对某钢厂热连轧机在轧制过程中出现的异常振动现象，分别对轧机机架和传感器壳进行了实验模态分析，得出轧机异常振动是由于机架和传感器壳的自激振动，引起传感器连接杆和传感器壳的不合理相对运动耦合的结论；然后采用实验模态分析和有限元建模相结合的建模方法，获得了足够精度的传感器壳修正模型。最后对传感器壳修正模型进行结构动力学修改，修改后，消除了异常振动，解决了该热连轧机的自激振动。     

微小杆长差间歇运动连杆机构特性分析

针对一类具有微小杆长差的间歇运动连杆机构,运用ADAMS建立机构参数化模型,进行机构运动学和力学特性的仿真分析及可视化设计研究.结果表明:利用微小杆长差的间歇运动连杆机构具有明显的间歇运动特征和良好的力学特性,基于ADAMS的可视化分析与设计方法直观高效.     

透平机械三转子四支撑轴系不平衡振动特性

针对汽轮机、压缩机等透平机械三转子四支撑轴系经常发生不平衡振动现象,研究轴系中各转子振型不平衡的响应特性。采用有限元法构建三转子四支撑轴系动力学有限元模型,分别在各跨转子上施加一阶、二阶弯曲振型不平衡,分析高低转速下轴系的涡动轨迹,以揭示各转子振型不平衡与轴系振动响应的关联。通过搭建的三转子四支撑轴系转子振动实验台,开展各跨转子不平衡激励下轴系振动响应测试,分析共振点和幅、相频特性,得出结论:这类轴系跨内加重振动响应由轴系模态振型和激励类型共同决定,兼具有转子外伸端振动特性。该结论可为消除这类三转子四支撑轴系不平衡故障提供参考。     

面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法及系统开发

为有效地提高船舶轴系设计效率,提出面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法。采用面向对象技术建立船舶轴系结构类层次模型,利用有限元参数化建模语言实现了轴系结构对象向有限元模型的自动转换,构建了面向对象的船舶轴系振动计算系统。     

直升机尾传轴系相对位置变化下啮合力分析

直升机传动系统轴系结构复杂,轴系的相对位置变化将影响整个传动系统传递特性,文中以某型直升机尾传动系统——轴系相互垂直的螺旋锥齿轮系为对象,开展轴系相对位置变化下齿轮对啮合力变化特性研究。通过建立尾传轴系相对位置变化的动力学模型,结合多体动力学软件,仿真分析了不同轴系相对位置变化量、不同载荷、不同转速下,齿轮副啮合力变化规律。结果表明:平均啮合力随偏移位置增大而减小,随倾斜位置增大而增大;轴系的倾斜位置变化较偏移位置变化对齿轮啮合特性影响更大。本研究为直升机尾传动系统运行状态监测提供理论依据,对提高直升机传动系统运行稳定性,确保其安全高效运行等有着重要意义。