滑动轴承非线性油膜力模型的对比分析

在转子-轴承系统的非线性动力学分析和设计中,滑动轴承的非线性油膜力模型的选取,将直接影响到非线性动力学分析结果的准确程度.为了搞清选取的非线性油膜力模型的计算结果与直接采有有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果究竟有多大差别,对无限短轴承模型、无限长轴承模型、非稳态短轴承模型、基于Poincare变换的滑动轴承非线性油膜力数据库模型与直接采用有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果进行了对比分析.通过对比分析表明:这些模型与有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果在不同长径比下均存在不同程度的误差.这为进行转子-轴承系统的非线性动力学分析时选取恰当的油膜力模型提供了理论指导.     

转子-轴承系统的非线性动力学的研究

对转子 -轴承系统的混沌运动进行动力学研究 ,采用非线性油膜力数据库方法获得椭圆轴承的非线性油膜力 ,数值计算得到了系统在某些参数域中的分叉图、轴心轨迹、相图、Poincar啨映射、时域波形和频谱图 ,直观显示了系统发生混沌运动的性态 ,用李雅普诺夫指数对混沌运动时的时间序列进行了判断 ,为控制转子系统混沌运动的发生及动力学设计提供了理论基础     

线性与非线性油膜力模型下转子振动稳定性对比研究

滑动轴承的油膜力直接影响转子振动的稳定性,首次对大型多自由度转子系统在线性和非线性油膜力作用下的振动稳定性进行了对比分析。针对200Mw汽轮机低压转子一轴承系统,采用数值计算方法分别模拟了转子在非线性油膜力和传统的8个刚度和阻尼系数表示的线性油膜力模型下,转子升速过程中发生油膜失稳的典型特征。通过比较分析得出考虑油膜力的非线性特性后转子发生油膜振荡的转速提前。因此为保证大型转子-轴承系统的安全稳定运行,有必要在传统线性理论设计的基础上,引入非线性油膜力形式对系统的稳定性作进一步的计算校验。     

三油楔滑动轴承油膜压力特性及对转子稳定性的影响

采用CFD软件、考虑黏性流体有旋性的SST湍流计算模型和N-S方程研究了三油楔滑动轴承的油膜压力特性,分析了三油楔滑动轴承对汽轮机转子稳定性的影响,并对三油楔滑动轴承、圆柱轴承与椭圆轴承的油膜压力特性进行了对比分析.结果表明:在相同油膜厚度和进口压力下,三油楔滑动轴承比圆柱轴承和椭圆轴承具有更好的稳定性,不容易出现油膜震荡和失稳现象;在相同油膜厚度和偏心率下,椭圆轴承的承载能力大于三油楔滑动轴承的承载能力,但三油楔滑动轴承更有利于汽轮机转子和机组的稳定运行.     

三油楔滑动轴承油膜压力特性及对转子稳定性的影响

采用CFD软件、考虑黏性流体有旋性的SST湍流计算模型和N-S方程研究了三油楔滑动轴承的油膜压力特性,分析了三油楔滑动轴承对汽轮机转子稳定性的影响,并对三油楔滑动轴承、圆柱轴承与椭圆轴承的油膜压力特性进行了对比分析.结果表明:在相同油膜厚度和进口压力下,三油楔滑动轴承比圆柱轴承和椭圆轴承具有更好的稳定性,不容易出现油膜震荡和失稳现象;在相同油膜厚度和偏心率下,椭圆轴承的承载能力大于三油楔滑动轴承的承载能力,但三油楔滑动轴承更有利于汽轮机转子和机组的稳定运行.     

轴承标高对多跨转子-轴承系统非线性稳定性的影响研究

建立了考虑转子-轴承标高与非线性油膜力的多跨转子-轴承系统高维非线性动力学模型。利用固定界面模态综合法对该模型进行降维,采用Newmark逐步积分法对降维后的动力学模型进行数值计算,可得到转子在各种标高情况下发生油膜失稳的转速门槛值和轴承标高变化对系统动力稳定性的影响规律。对200MW汽轮发电机组转子-轴承系统计算分析表明：由于低压转子后轴承的标高抬起,将导致发电机转子前轴承轴颈的失稳转速显著提前,系统的稳定性降低。分析结果从理论上解释了电站200MW汽轮发电机组发电机前轴承处转子易发生油膜失稳的原因,并且证明了本文所提出方法的有效性。     

轴承-转子系统稳定性实验研究

研究了圆轴承非线性油膜力支承下转子系统动力学特性及稳定性,以及不平衡量及轴承参数对稳定性影响规律.结果显示,适当增大转子不平衡量、减小轴承长径比、降低润滑油黏度、减小轴承间隙会提高转子-轴承系统稳定性.对圆轴承支承下转子-轴承系统动力学特性进行了实验研究,给出了系统油膜失稳规律,验证了理论分析结果,同时验证了提出的模型正确.研究结果为油膜失稳故障预测及防范提供参考.     

碰摩拉杆转子弯扭耦合非线性动力学响应特性

对碰摩故障状态下拉杆转子轴承系统弯扭耦合的非线性动力学特性进行了研究,建立了两端由滑动轴承支撑的双盘拉杆转子轴承系统模型,基于达朗贝尔原理得到其弯扭耦合的非线性动力学微分方程组,并采用四阶龙格库塔法法对方程组进行求解。结果表明:随着转速的提高,拉杆转子轴承系统的非线性动力学特性越强烈,扭振的影响越不能忽略不计,碰摩力逐渐成为影响拉杆转子轴承系统非线性动力学特性的主要因素。     

200MW汽轮机低压转子-轴承系统的非线性动力学分析

采用数值计算方法对实际大型转子-轴承系统的非线性动力学特性进行了研究，计算结果能与现场的运行经验很好地吻合。用有限元法建立了200Mw汽轮机低压转子-轴承系统的非线性振动微分方程。采用Newmark逐步积分法对转子在升、降速过程中的振动响应进行了数值仿真，得到了转子发生油膜失稳的转速和油膜振荡的“惯性迟滞”现象。对转子的重力和不平衡量对系统的油膜涡动和油膜振荡的影响进行了计算和分析。计算得到了转子的振动随转子的偏心距、轴承的长径比、间隙比、润滑油粘度的变化规律，分析结果为定量和定性分析该类机组转子-轴承系统的稳定性提供了参考依据。图15表1参7     

连续转子系统的非线性动力学模型

考虑转子的质量、转动惯量、弯曲和剪切变形及轴承油膜力等非线性因素的影响,根据欧拉－伯努利梁理论并和哈密顿原理构造了转子系统多自由度的动力学模型。     

气流力、油膜力和质量偏心共同作用下的转子非线性动力学研究

以Jeffcott转子系统模型为研究对象,利用气流力模型和非稳态油膜力模型对转子运动的动力学特性进行研究。研究方法采用数值模拟技术,研究了转子系统的分岔和混沌特性,并且对随转速变化和转子质量偏心率的变化时转子的运动特性进行了详细的分析和研究。研究结果表明,在转速变化时,系统在经历周期运动之后进入混沌状态,在质量偏心率增大时,系统在油膜力、气流力和不平衡偏心质量的影响下,系统由概周期运动进入混沌状态。     

非线性弹性转子系统碰摩的动态特性

在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件问的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上，构造了具有碰摩故障转子一轴承系统的动力学模型，对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析，发现在亚临界转速区，系统响应主要以周期运动为主，在半倍临界转速附近有短暂的混沌运动。在临界转速区，系统响应为周期运动，振幅相应增大。在超临界转速区，系统响应以混沌、周期分频和拟周期为主要运动形式。不同的速度影响因数对系统的响应也具有一定的影响。该结果为转子-轴承系统的故障诊断提供了一定的参考。     

电力系统仿真水轮机模型研究

目前电力系统仿真计算中水轮机模型均采用简化模型,难以准确反映水电机组的实际特性。通过分析水轮机调节系统数学模型,提出了一种递推水轮机线性模型,给出了其计算框图,并利用MATLAB/Simulink进行递推水轮机线性模型、非线性水轮机模型、IEEE推荐水轮机模型的仿真试验和对比分析。结果表明,递推水轮机线性模型可较好地描述水轮机的非线性与动态特性,计算结果与非线性模型及现场试验结果具有高度一致性。递推水轮机线性模型计算速度快、计算精度高,可作为电力系统动态仿真用模型。     

迷宫密封转子动特性三维CFD数值的研究

1引言旋转机械转子系统中的非接触密封在阻止流体泄漏的同时,还会产生重要的流体激振力,影响转子振动稳定性。与动压滑动轴承的油膜类似,密封中流体膜(汽膜、水膜或油膜)动力特性中的交叉刚度k是促使转子做非同步低频涡动的激振力来源,直接阻尼C可以生成对这种低频涡动的抑制力     

Effect of Load Models on AC/DC System Stability and Modulation Control Design

This paper investigates important aspects related to the effect of load models on the modulation control design and stability of a modulated ac/dc system. Static load is modeled as a nonlinear function of load bus voltage and dynamic load is modeled by an equivalent induction motor. DC power and reactive power modulations are considered for the modulation controllers. A method for eigenvalue sensitivity calculation is developed to predict the effect of load characteristics on system stability. Eigenvalue sensitivity and simulation results show that static and dynamic load characteristics may have a considerable effect on the system stability. Figure 1 shows an ac/dc power system model used for studying the effect of nonlinear load on system stability. Reactive power modulation gain is obtained via optimal control theory. Figure 2 shows speed response of synchronous generator for a 5% change in reference current (Iref) of the rectifier terminal. Reactive power modulation by static var compensator improves system stability with constant impedance load model. However, reactive power modulation makes the system unstable when the modulation gain is based on constant impedance load model and the actual load is represented by induction motor. Important conclusions resulting from the computations and simulations performed for an integrated ac/dc system are listed below. 1. The dynamic behavior of induction motor load has a significant effect on the system stability. Induction motor in most cases reduces the overall system damping.     

600 MW汽轮发电机组轴系非线性动力学响应分析

采用等参元有限元法建立了国产600MW汽轮发电机组轴系的非线性动力学模型,利用有限元分析程序ADINA对某国产600MW汽轮发电机组轴系的非线性动力学-向应进行了分析和计算。在计算中通过ADINA程序提供的用户接口,考虑了滑动轴承的非线性油膜力,并与线性动力学分析计算结果进行了比较,计算结果表明,利用ADINA程序结合非线性动力学理论对大型实际机组轴系进行非线性动力学分析和计算是必要的和可行的。从而为大型实际机组轴系进行非线性动力学稳定性分析和优化设计提供了依据。     

碰摩转子-轴承系统周期运动稳定性分析

在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转定子问的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了具有碰摩故障转子一轴承系统的动力学模型,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和Floquet理论,研究了系统周期运动的稳定性。发现碰摩转子一轴承系统在不同的转速下会发生鞍结分岔、倍周期分岔和Hopf分岔等现象。研究结果为转子一轴承系统的故障诊断提供了一定的参考。     

汽封力作用下的转子-轴承系统稳定性研究

通过分析汽封力对轴承静态平衡点的影响,表明汽封力能够改变轴承的静、动特性。计算了滑动轴承油膜力和汽封力共同作用下的系统一阶临界转速和一阶对数衰减率,并用实验进行了验证。研究表明,汽封力对系统稳定性的影响是复杂的,其影响因素包括进出口压力、进口预选速度、密封参数等。     

直流炉机组简化非线性动态模型

以某1000MW超超临界机组为例,基于机理分析并结合机组实际运行数据,通过分析制粉过程、锅炉受热系统、过热器系统和汽轮机的动态特性,建立了直流炉机组在大范围变工况运行下的简化三输入三输出非线性动态模型．该模型以燃料质量流量、总给水质量流量、汽轮机阀门开度为输入,以汽水分离器出口比焓、主蒸汽压力和汽轮机功率为输出．采用机组稳态运行数据确定模型的静态参数,利用负荷变化剧烈的数据辨识动态参数,对模型进行阶跃扰动实验,并与实际运行数据进行对比．结果表明：所建立的模型能够反映机组主要的动态特性和非线性特性,具有结构简单、参数求取容易、复现性好等优点．