分布多质量转子系统的不平衡响应特征

质量不平衡响应分析是转子系统动力特性计算与设计中的重要环节。这里以某汽轮机的涡轮轴系为研究对象,建立一个具有多个分布质量的力学模型,选择具有良好数值稳定性的Riccati传递矩阵法,进行轴系的不平衡响应分析,得到在工作转速和不同转速下,不同偏心质量处于轴系不同位置上时,轴系的不平衡响应。通过分析各种情况下不平衡响应的特性,考察轴系上各点对不平衡量的敏感程度,为该类转子的设计提供参考。     

GMA可控油膜轴承-转子系统不平衡响应的理论研究

论述了基于超磁致伸缩驱动器(GMA)的可控油膜轴承的工作原理,建立了该油膜轴承-弹性转子系统的数学模型,模拟了控制相位和增益改变对系统不平衡振动的影响.计算结果表明带有GMA的可控油膜轴承能够减小系统的工频振动和半频涡动,提高系统的稳定性.控制增益和相位差的改变对系统的工频振动结果影响较大,而且对同一个控制增益,存在一个最佳的相位差,使系统的不平衡振动最小.     

支承对传动轴系稳态不平衡响应的影响研究

推导了基于经典梁的传递矩阵,用传递矩阵法分析了直升机水平传动轴的稳态不平衡响应。研究了粘弹性减振器的刚度和阻尼对水平传动轴系各元件一阶共振峰值的影响。结果表明,降低支承刚度,轴段的一阶共振峰值减小,支承处的振幅增大;增加支承阻尼,轴系中各元件的一阶共振峰值减小。减振器不仅提高了传动轴系的安全裕度,还减小了轴系的一阶共振峰值。     

转子系统动力特性分析

用传递矩阵法推导转子系统临界转速和动态不平衡响应的计算公式 ,用 MATL AB软件编写了相应的计算程序 ,用一个有理论解的例子对程序进行考核。对一模型悬臂转子进行了比较全面的分析 ,得出了转子系统的临界转速的变化规律。在此基础上对某实际火箭发动机转子系统的动力学特性进行了分析。研究了联轴器刚度、浮动环刚度等对转子特性的影响     

转子不平衡响应计算结果判断标准的探讨

本文通过转子不平衡响应计算结果与试验析比较，指出了计算结果可能出现的偏差，出现偏差的 及在实际中应如何考虑的问题。     

橡胶支承转子不平衡响应试验研究

通过数值计算和实验研究橡胶支承柔性转子系统的不平衡响应。采用基于Timoshenko连续梁理论的有限单元法分析实验转子的临界转速、模态振型和不平衡响应。用Kelvin-Voigt线性粘弹性模型表示橡胶的动态特性。结果表明,使用损耗因子为0.1~0.4的常用橡胶材料可极大地降低转子系统的临界振动响应。3种不平衡量值时,转子一阶临界转速和振幅的试验和数值计算结果吻合较好。受橡胶材料非线性特性的影响,实验和数值计算结果间的偏差随不平衡量的增加而增大。     

转子系统不平衡响应计算的Riccati传递矩阵法

不平衡响应分析是转子系统动力特性计算与设计中的重要环节,传递矩阵法是计算转子系统不平衡响应的方法之一.介绍了计算转子系统振动不平衡响应的Riccati传递矩阵法,并用M ATLAB软件编写程序对其进行数值计算,得到单盘转子上的圆盘有偏心时系统的不平衡响应曲线图.     

可倾瓦轴承-转子系统非线性动力行为

运用变分约束原理,在动力积分、迭代过程中修正了流体润滑的Reynolds方程的变分形式,使其等价为变分不等式。运用八节点等参有限元方法,计算了单块瓦的非线性油膜力,并通过组装技术求解得到5瓦可倾瓦滑动轴承的非线性油膜力。运用Poincar映射和Runge-Kutta方法,分析了5瓦可倾瓦滑动轴承支承的对称刚性转子系统的不平衡响应。数据结果显示了可倾瓦轴承-转子系统的周期解、倍周期解和混沌运动等非线性现象。     

计及不平衡磁拉力的高速空气静压电主轴动力学分析

根据不平衡磁拉力作用机理,在电主轴动力学建模时将其等效为具有"负刚度"的支承元件;基于传递矩阵法建立计及不平衡磁拉力的高速空气静压电主轴的动力学模型,利用MATLAB7.0软件对最高工作转速为25×104r/min空气静压高速电主轴动力学特性进行计算。结果表明:计入磁拉力后电主轴的前3阶临界转速有一定程度的降低,且该电主轴工作转速远远高于1阶临界转速,属于挠性轴范畴。可以看出:1阶振型脆弱点在主轴前端,2阶振型脆弱点在主轴前端和转子轴段。     

基于不平衡响应的柔性转子系统动态参数识别研究

本文提出了一种利用柔性转子本身不平衡响应作为激励,利用小波变换理论去除噪声,获取不平衡响应信号,识别油膜特性系数的新方法,实验结果评价表明,识别值具有较好的精度。     

多个磁悬浮轴承转子系统动力学特性研究

多个磁悬浮轴承支承的转子系统,由于支承位置的不对中会造成各个轴承的支承载荷变化。针对某一转子模型,分析采用不同个数的磁悬浮轴承支承时,各个支承载荷随着支承位置不对中的变化情况,并在三个磁悬浮轴承转子系统中得到验证。针对转子动力学特性,分析了支承高度不同时,转子固有频率的变化。此外,采用传递矩阵法,分析转子随着支承个数的增加,其不平衡响应变化情况,并实验对比了采用三支承和两支承时,转子的振幅。三支承较两支承,转子振幅有所减小。     

用电磁悬浮动力吸振器控制转子多频不平衡响应的方法

在转子上采用电磁悬浮动力吸振器 ,可以解决转子振动控制中的许多难题。它不必安装在轴承位置 ,因此可以兼顾转子的静、动态特性要求 ;不随转子旋转 ,激励控制方便 ,且不会因吸振器运动而派生出更大的离心力问题 ;因非接触又不随转子旋转 ,不会增加转子的转动惯量 ,原则上其质量可以有较大的选择余地 ;没有外传力或外传力很小。因此 ,电磁悬浮动力吸振器具有重大的工程应用价值。在给出转子 +电磁悬浮动力吸振器系统模型的基础上 ,采用输出调节器理论 ,设计了电磁悬浮动力吸振器控制系统。控制系统的主要目标是 :在指定的多个频率位置 ,将转子的不平衡响应减为零 ,而在其余较宽的频率范围内 ,尽量抑制不平衡响应的水平 ,使之处于非共振量级。仿真分析验证了所提出方法的有效性。     

含裂纹转子的振动特性计算用于裂纹在线检测的研究

本文研究含裂纹转子的振动特性。文章首先根据裂纹结构的应力强度因子，得到含裂纹单元体的刚度矩阵，进而得到裂纹转子的整体刚度矩阵和质量矩阵，列写出裂纹转子的运动微分方程，导出裂纹引起转子系统刚度变化与系统振动特性参数变化间的关系，从而可由实时在线测得的振动参数判断裂纹的位置。通过对模拟转子的计算和实测，表明本文提出的方法是一种可用于大型旋转机械转子轴裂纹在线检测的极为有效的方法．     

分叉式畸形结构转子系统临界转速的计算方法

针对具有分叉式畸形结构及特殊的支承形式转子系统 ,建立临界转速计算模型 ,提出分别从转子两端向中间分叉处结合部位进行矩阵传递、而在结合处求解动力方程的思路。为分叉式畸形结构转子系统临界转速的计算提供了一种方便的计算方法     

Transfer matrix for rotor coupler with parallel misalignment

A transfer matrix for shafts coupler with parallel misalignment (offset) was derived. The responses of a rotor system composed of flexible shafts, unbalanced disks, elastic supports and shafts coupler with misalignment were then investigated. Through the derivation, the boundary shears induced by a rotating shaft were first discovered to be coupled in two perpendicular directions. These coupling shears might reduce the first critical speed up to 50% in the free-free case. The studies showed that the shafts coupler altered the rotor’s critical speeds and the misalignment played as an external load resulting through the whole driven shaft. The combined effects of disk unbalance and shaft misalignment showed that the misalignment predominated the response in most of the rotation speeds, but the unbalance could become significant at high speed. The whirling orbits before and after the misalignment were illustrated as well, and numerical results showed that the two ends of the misalignment whirled asynchronously as the rotation fell into some regions. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Seong-Wook Hong Shyh-Chin Huang received a M.S. degree in Mechanical Engineering from University of Iowa in 1984, and a Ph.D. degree in Mechanical Engineering from Purdue University in 1987. Dr. Huang is currently a distinguished professor and researcher at National Taiwan University of Science and Technology. His research interests are in the area of vibration controls, smart materials and electric shunt damping design. Dr. Huang is currently an editor of Research Letters in Materials Science. Chao-Yang Tsai received a M.S. degree in Mechanical Engineering from National Taiwan University of Science and Technology in 1997.Now he is studying at the same department for the Doctor Program. He is currently an instructor at the Army Academy R.O.C, teaching basic technological science including Engineering Mechanics, Mechanics Materials and so on.     

关节轴承静态疲劳特性的响应面优化

针对某一炼钢厂250t转炉水平悬挂装置的失效问题,分析得知由向心关节轴承疲劳破损引起.以关节轴承为研究对象,通过静力学仿真以及疲劳寿命计算获得关节轴承在转炉倾转至90°的严峻工况下的静态疲劳特性.以关节轴承弹性模量、内圈边缘倒角r1a和r1b及工作温度为约束,最大等效应力、最小疲劳寿命为目标函数,结合响应面法并选用NS...     

Imbalance Response and Stability Characteristics of a Rotor Supported by Hybrid Air Foil Bearings

This article presents the imbalance response of a 4.84-kg rotor of 49 mm in diameter supported by hybrid air foil bearings (HAFBs). In this work, hybrid means hydrostatic injection of pressurized air into the air film. Previous experimental works by the authors on HAFBs with different designs (elastic supports, overall size, number of top foils) considered the load capacity at low speeds and the cooling effectiveness of the hybrid operation. The current article investigates the rotordynamics performance of HAFBs. The HAFB in this work has three top foils with hydrodynamic preload with a clearance distribution similar to traditional three-lobe bearings. The imbalance response in cylindrical mode is presented with different supply pressures (2.67–4.67 bar). Imbalance responses near the critical speeds do not clearly show the effect of increased pressure on the bearing stiffness, natural frequency, and damping around the critical speeds. However, the frequency of subsynchronous vibrations (considered to be the natural frequency of the rotor-bearing system) at high speeds increases slightly with the pressure. The increased supply pressure is more effective in suppressing the subsynchronous vibrations at high speeds rather than affecting the modal stiffness and natural frequencies. Prediction using modal impedance curves calculated from a linear perturbation method slightly overpredicts (4–9%) the measured natural frequencies.     

双转子-轴承系统动态性能仿真分析

在滚动轴承拟静力学分析基础上,建立了滚动轴承-双转子系统动态性能仿真分析模型.用整体传递矩阵法及有限元法分析了系统临界转速及其响应.动态性能仿真分析的结果与实际工况比较符合,分析软件对指定工况下双转子系统的动态响应做出合理的预测,得出满足主机支承刚度条件下的滚动轴承合理的工作径向游隙使用范围.