大型水轮发电机组轴系临界转速模拟试验研究

针对大型水轮发电机组轴系临界转速难以实际测定的现实问题,从理论分析的角度出发,抓住水力机组轴系结构的基本特点,提出采用较为简单的模拟结构,试验研究水力机组轴系固有频率及其振型特征。初步研究结果已在理论分析和实际机组中得到验证。     

大型水轮发电机组轴系统临界转速模拟试验研究

针对大型水轮发电机组轴系临界转速难以实际测定的现实问题,从理论分析的角度出发,抓住水力机组轴系结构的基本特点,提出采用较为简单的模拟结构,试验研究水力机组轴系固有频率及其振型特征。初步研究结果已有理论和实际机组中得到验证。     

水轮发电机组振动的主要特征及测试与识别

通过对水轮发电机组振动机理的调查研究，提出了水轮发电机组振动信号的一般特征，并由振动特征判别振动原因。     

叶片的固有频率测试与模态分析

采用了叶片固有频率测试系统对某汽轮机叶片进行测试实验。以模态分析理论和有限元方法为基础,使用Hypermesh和Abaqus对叶片进行联合仿真,分析某汽轮机叶片的动力学性能。比较和分析叶片前三阶固有频率计算值与试验值,得到较满意的结果。     

某型瓦楞辊的现场振动测试与模态参数识别

针对瓦楞辊工作过程中产生的振动与噪声等现象,高速运行下在机架上对瓦楞辊传动系统进行了现场振动测试,使用随机子空间法从测试数据中识别了结构的前十阶模态频率及相应的振型和阻尼比,并与有限元分析结果进行比较。结果表明,通过机架的振动情况可较为准确地提取出上、下瓦楞辊的各阶频率;有限元模型能够准确地反映瓦楞辊的动态特性,可以为瓦楞辊结构的故障诊断及变形预测提供参考。     

大型水轮发电机组振动稳定性分析与设计准则

讨论了大型水轮发电机组结构设计中的动力学问题。针对立式机组的特点，提出了不同的建模方法和动力响应分析方法。建议在设计阶段评价机组振动稳定性的设计准则－－避开共振准则、避免相碰准则、振动控制准则、疲劳强度设计准则等，并给出了工程应用实例。     

大型水轮发电机组弹性轴系由电磁参数激发的弯扭耦合振动的研究

利用弹性体非线性振动的能量法研究水轮发电机组弹性轴系在电磁参数激发下弯扭耦合振动规律。揭示了弯曲振动能够激发扭振,两者相互耦合。利用奇异性理论在物理参数空间对共振的分叉形式进行分析,找到抑制共振发生的参数区域,为机组工程设计和安全运行提供理论依据。在弯扭耦合情况下,通过数值分析所得弯曲振动响应的理论结果与实测结果相符。     

现场总线互操作测试系统的设计与实现

互操作测试是用来测试现场设备之间是否能够实现正确通信,评价不同设备互操作能力的一种手段.本文设计并实现了一个可以同时对被测设备进行功能测试和性能测试的互操作测试系统,为构建我国自主知识产权的现场总线互操作测试系统奠定了良好基础.     

大型水轮发电机结构方案设计系统

为了提高大型水轮发电机产品设计质量及设计效率,构造了一个大型水轮发电机方案设计系统.设计人员在进行结构设计时,首先要对新的设计问题进行特征分析,然后运用方案设计系统检索数据库中已往的成功案例作为新设计问题的初始方案,计算并审核零部件的结构参数,最终形成大型水轮发电机的结构设计方案.同时,为了帮助企业在商业投标中取得先机,运用方案设计系统可直接生成标书.该系统兼顾设计方案的初步设计及再设计,规范了设计过程,提高了企业的市场竞争力.     

ZERO MODE NATURAL FREQUENCY AND NONLINEAR VIBRATION OF COUPLED LATERAL AND TORSION OF A LARGE TURBINE GENERATOR

Zero mode natural frequency (ZMNF) is found during experiments. The ZMNF and vibrations resulted by it are studied. First, calculating method of the ZMNF excited by electromagnetic in vibrational system of coupled mechanics and electrics are given from the view of magnetic energy. Laws that the ZMNF vanes with active power and exciting current are obtained and are verified by experiments. Then, coupled lateral and torsional vibration of rotor shaft system is studied by considering rest eccentricity, rotating eccentricity and swing eccentricity. Using Largrange-Maxwell equation when three phases are asymmetric derives differential equation of the coupled vibration. With energy method of nonlinear vibration, amplitude-frequency characteristics of resonance are studied when rotating speed of rotor equals to ZMNF. The results show that ZMNF will occur in turbine gen erators by the action of electromagnetic Because ZMNF varies with electromagnetic parameters, resonance can occur when exciting frequency of the     

激光测量大型转轴动载波动系数原理

为能够对大型复杂旋转机械转轴动态载荷特性进行在线监测,给出一个表征转轴动载特性的参量——动载波动系数KID。应用动力学理论推导出动载波动系数KID测量模型的数学表达式,该式表明测得转轴转速波动值即可求得KID值。基于激光多普勒技术,提出一种直接提取动载波动系数KID的激光测量方法。通过构造光学测试系统测量相邻时刻转轴轴段两端面的瞬态转速,得到轴段转速波动值及两端面相对转速波动值,代入KID测量模型,能够直接得到动载波动系数KID值,从而实现对转轴扭振强度的实时监测。通过试验验证了该方法的可行性,结果表明,动载波动系数KID较好地反映了转轴的动态载荷波动特性,能为工程中大型复杂旋转机械转轴动态扭振监测提供新方法。     

估计多自由度系统振动基频的一个算法

尽管计算机和有限元软件的发展已使复杂结构固有频率的计算变得很容易，但在某些场合仍然使用简便方法来估计振动系统的基频，文中基于瑞雷法，导出计算多自由度系统振动基频的新算法，并就两个算例与文献所提供的其他方法进行比较，理论分析和算例比较表明。（1）新算法计算量约是瑞雷法的两倍，但无须假设基频振型，即可得到精确的基频。（2）适用于柔度矩阵已知的情形。     

利用ARV模型识别水轮机轴系模态参数

针对一类输入激振力不可测的工程结构,论述了基于向量自回归（ＡＲＶ）时间序列模型的结构模态参数识别的基本原理。为考察ＡＲ系数估计的精度,利用中心要限定量建立了估计的自回归系数矩阵协方差的表达式。分别和用水轮机的随机响应信号和自由响应信号识别了模态参数。数值仿真结果表明本文给出的识别方法是鲁棒的。此外,给出了试验结果。     

DESIGN AND ANALYSIS OF NOVEL ACTIVE ACTUATOR TO CONTROL LOW FREQUENCY VIBRATIONS OF SHAFT SYSTEM

Aiming at providing with high-load capability in active vibration control of large-scale rotor system, a new type of active actuator to simultaneously reduce the dangers of low frequency flexural and torsional vibrations is designed. The actuator employs electro-hydraulic system and can provide a high and circumferential load. To initialize new research, the characteristics of various kinds of active actuators to control rotor shaft vibration are briefly introduced. The purpose of this paper is to introduce the preliminary results via presenting the structure, functions and operating principles, in particular, the working process of the electro-hydraulic system of the new actuator which includes a set of high speed electromagnetic valves and a series of sloping cone-shaped openings, and presenting the transmission relationships among the control parameters from control signals into the valves to active load onto shaft. The course of the work is dynamic, and a series of spatial forces and moments are put on the shaft to get an external resultant force to reduce excitations that induce vibration of shafts. By checking states of vibration, the actuator can control the impulse width and the interval of injection time for applying different control force to a vibration shaft in two circumference directions through the regulating action of a set of combination directional control valves. The results from simulating analysis and experiment show evidence of that this design can satisfy the case of active process of decreasing of flexural and torsional vibrations.     

弯扭组合轴表面裂纹应力强度因子修正系数的光弹性确定

评价了将轴表面半椭圆裂纹简化为有限边界平板和单边裂纹问题和半无限体表面穿透直线裂纹问题来处理的局限性。通过三维光弹实验成功地测定了轴表面半椭圆裂纹前缘各点的应力强度因子ＳＩＦ，并根据几组弹数据回归出轴表面对ＳＩＦ的影响修正系数ＭＹ与裂纹相对深度α／Ｆ之间的关系曲线。     

机床主轴系统支承动态参数识别方法的研究

对传递矩阵法识别机床主轴系统支承动态参数的原理和应用进行了研究，并在此方法中引入了“拟合圆法”，以提高识别精度，用在此基础编制的计算机程序，在主轴系统实际安装条件下，根据各测点的位移异纳试验数据，对机床主轴系统支承动态参数进行了识别计算。     

瞬态激励、应变片测量、非线性最优化识别振动系统模态参数

本文提出了用力锤激励、应变片测量响应、用非线最优化方法来识别振动系统模态参数的理论和方法。本文提出了“撼应系数”这一概念。通过撼应系数及柔度系数和刚度系数,找到了应变和位移的关系。文中导出了用应变片测量响应时系统的应变导纳函数公式。采用本文所述方法可识别出振动系数的固有频率、位移振型、应变振型、应力振型、广义阻尼及主刚度和主质量等模态参数。