6209轴承内套滚道剥落原因分析

通过常规金相检验方法分析了6209轴承内套滚道剥落的原因。结果表明：由于材料原始带状组织较为严重,引起带上与带间的碳、铬浓度的偏析,造成淬火组织和残余应力的分布不均匀并增加了基体脆性,导致了剥落。     

轴承随机激励对转子系统随机响应的影响

应用虚拟激励法,通过计算机数值模拟,分析了悬臂双盘转子系统在轴承回转随机动力激励、转子不平衡随机激励和地面随机地震激励下的随机响应.分析结果表明: 轴承回转随机动力激励对轴承的随机响应影响较大,对圆盘的随机响应影响较小,轴承刚度差应控制在一定的范围内;悬臂端圆盘和非悬臂端轴承的随机振动应该提起更多的关注。     

磁悬浮轴承－转子系统非线性行为的控制

利用状态反馈法,对磁悬浮轴承 - 转子系统的振动进行控制。通过理论推导,证明在原点附近,可近似地将受控系统分解为两个渐近稳定的子系统之和。借助数值仿真对转子受控前后的运动响应进行分析,以验证该控制方案的有效性。通过比较发现,提出的状态反馈控制方案不但能控制转子的周期运动,而且对该系统的概周期运动和混沌运动也能进行有效控制。     

橡胶轴承耦合转子系统动力学研究

讨论橡胶轴承支承下大型转子系统的动力学建模和动力学特性。首先采用Kelvin-voigt材料模型和微振动假设,建立橡胶轴承的力学模型,然后根据分析力学方法推导橡胶轴承耦合转子系统的运动微分方程。通过对典型推进轴系的动力学分析表明,在一般情况下系统的低阶模态是以螺旋桨振动为主,螺旋桨的不平衡所引起的稳态响应,即使在转速较低时,螺旋桨轴承的振幅有可能比水润滑橡胶轴承的水膜厚度要大,可能造成橡胶体与轴颈间的“粘着 - 滑动”,进而发生鸣音现象和橡胶体的磨损。     

供气压力对高速涡轮转子系统气膜振荡影响的试验

采用气体轴承的高速微型燃气轮机具有结构紧凑、做功功率密度大、高转速、轴承功耗低等优点。然而,由于气体轴承润滑介质气体自身的粘度小,导致了气体润滑轴承有承载能力差、摩擦系数小、高速下的稳定性差等劣势。基于气体轴承支承条件下的高速涡轮转子系统,通过试验对比研究了轴承供气压力的提高对转子系统气膜振荡的影响。试验结果表明:气膜振荡发生后,轴承供气压力的提高能够抑制甚至消除气膜振荡,从而控制了混沌运动的幅值边界,最终达到提高轴承—转子系统稳定性的目的。     

高速齿轮转子系统弯扭耦合振动研究

针对实际高速齿轮转子系统,建立了考虑齿轮啮合及扭转作用的弯扭耦合非线性振动模型,推导了不平衡转子弯扭耦合振动的动力学微分方程,通过数值仿真方法得到了工作转速下齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征图形,得出齿轮啮合、扭转作用下的齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征,研究了偏心距、齿轮啮合刚度等参数对系统振动响应的影响规律,为齿轮转子耦合系统的结构优化设计、诊断和安全经济运行提供一定的理论依据.     

高速气体轴承—转子系统转速飞升故障的试验

为了分析研究气体轴承—转子系统的转速飞升故障,在基于气体静压径向—止推联合轴承支承的高速透平发电机试验台上开展试验研究。采用时间三维谱图、轴心轨迹、频谱分析及分岔图等非线性振动测试及分析方法,给出转速飞升故障的特征及其发生条件,并研究轴承供气压力及驱动气流量特性对转速飞升的影响。试验结果表明,在一定范围内,提高轴承供气压力能够推迟转速飞升,在转速飞升过程中,减小驱动气输入流量能够提前终止转速飞升,提高轴承—转子系统稳定性。     

气囊-浮筏耦合船用转子-轴承系统的非线性动力学研究EI北大核心CSCD

讨论了气囊-浮筏耦合的船用转子-轴承系统的动力学建模以及其非线性动力学特性。首先,基于短轴承理论,建立了气囊-浮筏的转子-轴承系统的动力学模型。采用数值分析的方法,分析了系统的非线性动力学行为,如稳态响应、轴心轨迹、Poincaré映射、分岔图以及最大Lyapunov指数等。研究结果表明,在较低转速下,系统会呈现单周期运动,随着转速的不断增大,系统出现单周期、倍周期、拟周期和混沌等复杂的非线性动力学行为,这些动力学特性可以为气囊-浮筏耦合船用转子-轴承系统的振动控制及其参数优化提供理论依据。     

外圈滚道损伤位置对高速列车轴箱轴承动力学行为的影响分析

为了探究轴承产生故障时其内部元件间的运动规律,以高速列车轴箱轴承为研究对象,采用多体动力学分析软件ADAMS建立了外圈滚道剥离故障的轴承动力学模型。模型综合考虑了材料属性、约束、载荷和接触关系等因素,通过铁路轴承综合实验台对试验轴承进行动力学实验并对比部件转速,验证了模型的有效性。通过对外圈滚道不同损伤位置处的轴承进行动力学仿真分析发现：轴承有故障时,滚子与滚道间相邻两接触点的时间间隔变大;轴承故障的存在会加大滚子与滚道间的接触力,进而加剧轴承滚道的损坏;损伤位置位于6点钟时,对滚子打滑起到了抑制作用,滚子打滑率的增大会加剧滚道表面的不均匀擦伤;轴承转速越大,保持架运行越平稳,损伤位置位于12点钟时,对保持架的平稳运行影响不大。研究结果对推动轴承设计和故障诊断技术发展具有一定的理论和实际意义。     

多平行齿轮耦合转子系统的振动特性分析

通过建立系统各轴的振动方程，联立起来形成多平行齿轮耦合转子系统的振动方程，然后进行数值求解，获得系统固有模态和动态响应。分析了某三平行齿轮减速系统的固有频率及其振型和强迫振动响应特性。结果表明，由于齿轮的耦合作用，多平行齿轮转子系统的振动不同于单轴转子，突出表现为各轴间的弯扭耦合振动，派生出许多新的模态，各轴上的不平衡会引起整个系统的振动响应。     

备用轴承碰撞副对电磁轴承失效后转子坠落瞬态响应的影响

在一个电磁轴承支撑的柔性转子实验系统上测量了电磁轴承失效后转子坠落在不同碰撞副滚动型备用轴承上的瞬态响应,分析了碰撞副的材料和润滑条件对转子坠落过程中瞬态响应的影响。结果发现碰撞副材料的不同配合和碰撞副间的润滑条件对转子坠落在备用轴承上的瞬态响应有明显的影响。适当地选择碰撞副材料以及保持碰撞副间良好的润滑有利于减小转子坠落过程对备用轴承和转子的影响,特别是能够避免出现对备用轴承有显著影响在整个间隙圆范围的碰撞型回转运动,提高备用轴承的抗冲击能力。     

微型燃气轮机浮环轴承-悬臂转子系统动力学特性分析

对浮环轴承支承的悬臂转子系统的动力学特性进行分析,建立了浮环轴承双层油膜Reynolds方程和浮环运动方程。采用4节点等参h-精细有限元网格,通过Galerkin方法求解系统Reynolds方程得到双层油膜压力。在小摄动范围内,联合悬臂转子系统的动力学方程、浮环运动方程求出浮环轴承的等效刚度和阻尼系数。应用商业有限元软件ANSYS12.1对实际微型燃气轮机用浮环轴承-悬臂转子系统进行临界转速、谐响应及不平衡响应等转子动力学仿真计算。通过与实验结果对比,验证了此物理计算模型的正确性,并证明了用此方法分析浮环轴承-悬臂转子转子动力学问题具有实际意义。     

非线性"转子-轴承-密封"系统动力分析

将非线性油膜力模型与密封流体Muszynska密封力模型相结合，建立了具有非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型。针对转速等因素对耦合系统动态响应的影响进行了仿真计算，给出了系统响应随转子转速变化、压差变化和密封间隙变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图，以及一些典型的Poincare截面图、轴心轨迹图和频谱图。数值仿真表明，非线性密封力抑制了系统出现倍周期分叉，并且该耦合系统呈现出复杂的动力学行为，产生了包括周期、倍周期和拟周期等丰富的振动现象。     

EPB盾构机推进系统振动响应分析

盾构机推进系统可以看作一个振动系统,为了研究土压平衡式（earth pressure balance, EPB）盾构机推进系统对初始条件的振动响应,用模态迭加法推导了无阻尼系统对初始条件的振动响应计算公式,在此基础上考虑地基弹簧的影响建立了五自由度无阻尼EPB推进系统振动模型,并推导了该振动模型对初始条件的振动响应.分析算例振动响应得出了绕X轴和Y轴的初始角度对推进系统的姿态影响很大.当初始角度为1°时,盾构机推进系统就会发生高达2753°的偏转,这样对盾构机姿态角的调整会产生很大的挑战,甚至会使盾构机偏离计划路线太多无法完成掘进工作.研究结果对工程上EPB盾构机掘进过程中姿态角调整具有一定理论指导意义.     

多跨转子系统流体引发自激振动稳定性分析

以实际压缩机组多跨转子系统为研究对象,针对由间隙气流激振力引起的失稳问题,进行Alford力作用下多跨转子系统的动力学及稳定性分析。针对该类模型自由度多的特点,采用固定界面模态综合法降维措施与Newmark-β法相结合,提高了求解效率。研究交叉刚度、工作转速等对转子涡动的影响,以及多跨转子系统中Alford力的传递作用;通过以时间历程曲线为稳定性判据,进行不同交叉刚度、阻尼、刚度系数下的稳定性分析。结果表明,交叉刚度的增大会加重转子涡动,降低系统的稳定性;系统阻尼和刚度的增大可提高稳定性;失稳交叉刚度与支承的交叉刚度存在一定关系,当其大于支承最小交叉刚度且接近支承最大交叉刚度时,系统容易失稳。     

考虑随机扰动时裂纹转子系统的分叉与混沌特性

应用Monte-Carlo随机模拟法，分析了白噪声扰动下裂纹转子系统的非线性特性。着重研究了当随机扰动存在时，裂纹转子中刚度变化比、转速比等参数对系统分又及混沌行为的影响。数值模拟表明，在拟周期与混沌解及其临近的分叉参数区间，随机扰动对系统的响应有比较显著的影响，且随机扰动的幅值越大，其影响也越明显；而在周期解处，随机扰动对系统响应的影响比较小。     

A new approach on vibration analysis of locally nonlinear stiffness and damping system

The nonlinear force induced by spring and damping of 2-degree-of-freedom locally nonlinear vibrating system is regarded as applied force, and its mathematical model is established in this paper. Then impulse response temporal method of linear vibrating system is applied in the system, the response of locally nonlinear vibrating system is obtained by convolution integration between unit impulse response of corresponding linear system and equivalent nonlinear force, and numerical simulation of the model is attained. Finally, the feasibility of the new method on the domain of locally nonlinear vibrating system is verified by comparing the results, which supplies a new method to solve approximately vibration response of locally nonlinear vibrating systems.     

随机参数结构最优控制的闭环响应分析

在模态坐标下对结构降阶进行最优控制,用近似离散化的方法得到结构闭环响应的近似解来代替精确解。考虑结构中物理参数和几何参数的随机性,将这些随机参数用随机因子来表示。在此基础上,利用求解随机变量函数矩的方法,导出了在最优控制的作用下,随机结构位移闭环响应的均值和方差的计算表达式。通过算例考察了结构各个参数的随机性对闭环响应的影响,经与Monte Carlo数值模拟法结果比较,验证了文中理论分析和计算方法的正确性。     

往复式压缩机振动的有限元数值分析与实验研究

摘 要：对某型往复式冰箱压缩机的振动进行了有限元数值模拟,研究了曲轴-连杆-活塞运动系统产生的机械激励引起的压缩机振动响应。研究表明,曲轴-连杆-活塞运动系统是压缩机低频振动的主要激励来源,气体力主要引起压缩机泵体的水平扭转振动。通过仿真结果和试验的对比,验证了数值模拟方法应用于压缩机振动响应分析的可行性。通过数值模拟,可得到机械激励引起的壳体表面振速分布,为压缩机的机械噪声预测提供参考。     

转子系统瞬态热启动过程动力学特性研究

摘 要：某型航空发动机在停车后的冷却过程中,其高压转子会产生较大的热弯曲。当再次启动时,高压转子会产生较大的热振动,进而威胁到发动机的安全运行。采用流-热-固-动力学开放式半耦合系统,对停车后不同时刻的瞬态温度场对某航空发动机高压转子系统的瞬态热启动特性的影响进行了探讨并和试验值进行了比较。结果表明,高压转子的停车时间位于65~90min时,其转子的最大振速超过了最大临界安全振速80mm/s,因此,热启动时应当尽量避开这一时间段,或者在这一时间段冷运转后再启动减小热弯曲对瞬态振动的影响。计算结果为航空发动机高压转子系统的优化设计和热弯曲故障诊断提供了理论依据。