碰摩拉杆转子非线性动力学响应特性

对定点碰摩故障状态下拉杆转子的非线性动力学响应特性进行了研究.将轮盘之间的非线性接触特性等效为具有非线性抗弯刚度的弹簧,基于达朗贝尔原理建立了考虑轮盘之间非线性接触特性、非线性油膜力以及碰摩力作用的拉杆转子轴承系统运动方程,并采用数值积分方法对运动方程进行求解,分析了系统位移响应随轮盘的转速和碰摩刚度等参数变化的规律.结果表明:轮盘之间的非线性接触对系统位移响应特性影响较大;随着轮盘转速的升高,系统呈非线性特性;碰摩刚度是影响拉杆转子轴承系统运动状态的重要因素,若增大碰摩刚度,系统的运动状态将发生改变.     

碰摩转子动力学特性的有限元分析

采用有限元方法对转子结构进行动力学建模,把碰摩作为力边界条件来处理,并对转子的碰摩进行了仿真分析。结果表明：将碰摩简化为碰摩力边界条件施加到转子有限元模型中进行转子碰摩分析,方便、有效,可推广到高维实际转子系统的碰摩分析。转子结构的碰摩具有较强的非线性,并表现出复杂的振动形式。当转子发生严重碰摩时,转子振动表现出混沌运动的一些特征。     

转子系统碰摩故障的理论与实验研究

针对发生全周碰摩故障的转子-短油膜轴承系统,从数值仿真和实验验证两个方面研究了碰摩转子的非线性特征和故障特征。在理论上运用Runge-Kutta方法对运动方程求取数值解,通过周期分岔图及轴心轨迹图研究其非线性特征;在实验上通过对转子碰摩模型系统的实验数据进行频谱分析研究其故障特征。数值仿真和实验的分析结果保持基本一致,所给出的结论可以作为碰摩转子故障诊断的依据。     

小波变换模极大值在动静碰摩早期诊断中的应用

根据小波变换原理,通过模极大值理论,对转子实验台上的原始碰摩信号、轻度染噪信号、重度染噪信号3种轻微局部碰摩信号进行分析,找出碰摩发生时的奇异点,推断出碰摩发生的时间和位置.经过实验分析和仿真,明确了模极大值理论对碰摩早期的识别和诊断具有一定的指导意义.     

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。     

非线性油膜力下裂纹-碰摩故障转子动力学分析

在考虑裂纹轴时变刚度、碰摩力和非线性油膜力的基础上,建立了裂纹-碰摩双故障转子-轴承系统的非线性动力学模型,采用数值积分方法对其进行求解,结合分岔图、poincaré截面图、轴心轨迹图和最大Lyapunov指数(LLE)曲线图,从定性和定量的角度分析了无量纲裂纹深度和转速对系统响应、稳定性及碰摩力的影响.结果表明:该类转子-轴承系统出现了p-2、p-4、p-8、拟周期和混沌等丰富的非线性运动;随着无量纲裂纹深度的增加,系统首次分岔点转速提高,进入拟周期和混沌等运动的临界转速提前;在高速区间,随着无量纲裂纹深度的增加,系统响应由拟周期运动演变为混沌和多周期运动交替出现;在不同转速阶段,裂纹的加深对碰摩力的影响不同,在高速区间的影响更为明显.     

基于全谱分析的转子非线性动力学研究

为研究刚性支承下故障转子系统的进动问题,建立了转子系统非线性动力学模型,通过数值仿真得到裂纹故障、碰摩故障以及裂纹-碰摩故障的进动信号,并基于全谱图分析了其变化规律和特点,最后利用Bently转子实验台对裂纹-碰摩故障下转子系统的全谱图进行了实验验证。结果表明:全谱图不仅反映了转子振动幅值的变化,而且包含了转子进动方向的信息;碰摩故障和裂纹-碰摩故障下转子的响应中出现-nX高倍频成分,转速比为0.55时-2X成分幅值高于2X成分幅值,呈现2阶反进动特征;碰摩故障和裂纹-碰摩故障时转子系统在高转速下的非线性特征更复杂,全谱图中出现±1/2X成分,此时转子系统处于周期2运动状态。     

碰摩转子弯扭耦合振动特性仿真实验研究

建立了一碰摩转子弯扭耦合数学模型,应用非线性动力学理论对碰摩转子弯扭耦合数学模型的动态响应进行仿真。仿真结果表明,碰摩使转子的扭转振动和弯曲振动相互影响,产生复杂的运动形态。本文的研究结果对深入认识转子的碰摩机理和准确地诊断碰摩故障具有一定的参考价值。     

基于非线性理论的碰摩转子动力学特性研究

以大型汽机转子的碰摩故障为研究对象,建立了单盘转子动力学模型。应用数值方法计算转速、偏心量、阻尼系数、摩擦系数和定子刚度等参数对碰摩转子系统的影响。利用分岔图、波形图、轴心轨迹图和poincare截面图等工具分析了系统在碰摩后的非线性响应,得到了系统在进入和离开混沌、拟周期的道路及对应的参数范围。     

旋转机械径向碰摩模型分析

转子系统动静碰摩是汽轮发电机组等大型旋转机械时常出现的故障之一。对碰摩故障的深入研究和准确诊断是确保汽轮发电机组安全运行的重要技术手段。对转子系统动静碰摩的研究主要包括两个方面:精确的模型和有效的振动诊断特征信息。分析了转子与定子发生径向碰摩的各种物理模型和力学模型。通过对刚性支承和弹性支承等碰摩的物理模型和碰摩的各种法向力和切向力模型的对比,分析了各个模型的特点及其应用范围。介绍了动静碰摩的系统动力学模型,指出建立多参数、通用、精确的法向力和切向力模型以及精确的系统动力学模型是碰摩振动故障研究的发展方向。     

碰摩转子系统动力学特性的实验研究

针对旋转机械常见的碰摩故障,在不同的转子系统结构以及不同的不平衡量的3种条件下对系统的动力学特性进行了实验研究,发现了转子系统当发生碰摩时其运动轨迹有明显的碰撞折返特点、振动波形有明显的削波现象、振动频谱中既包含工频,也有明显的高频谐波分量。这些特征可为准确诊断转子系统的碰摩故障提供依据。     

汽轮机组轴颈碰摩故障分析与研究

结合某电站350MW机组运行中发生轴颈碰摩故障过程以及碰摩故障机理与原因,利用故障振动数据及轴承运行参数对轴颈碰摩故障发生过程进行了分析。机组发生轴颈碰摩故障时,振幅明显升高并导致轴瓦温度升高以及润滑油压降低。由于润滑油压低导致油膜形成能力差使得轴瓦与轴颈发生碰摩故障。     

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。     

Performance of diagonal control structures at different operating conditions for polymer electrolyte membrane fuel cells

This work is focused on the selection of operating conditions in polymer electrolyte membrane fuel cells. It analyses efficiency and controllability aspects, which change from one operating point to another. Specifically, several operating points that deliver the same amount of net power are compared, and the comparison is done at different net power levels. The study is based on a complex non-linear model, which has been linearised at the selected operating points. Different linear analysis tools are applied to the linear models and results show important controllability differences between operating points. The performance of diagonal control structures with PI controllers at different operating points is also studied. A method for the tuning of the controllers is proposed and applied. The behaviour of the controlled system is simulated with the non-linear model. Conclusions indicate a possible trade-off between controllability and optimisation of hydrogen consumption.     

转子-定子系统松动-碰摩耦合故障的动态响应分析

建立了考虑定子与基础之间的连接刚度和阻尼(包括定子本身运动)的转子-定子系统发生松动-碰摩时的动力学模型和微分方程，对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析，发现随着转速的变化过程，此类系统响应主要以拟周期或阵发性分岔进入混沌，而由拟周期或倍周期倒分岔离开混沌。在超临界转速区，系统的响应以混沌和周期k的分频运动为主要运动形式。该结果为转子-定子系统的故障诊断提供了依据和参考。     

小波变换在转子动静碰摩故障诊断中的应用

转子动静件碰摩时存在奇异性，而信号中的奇异点及不规则突变部分常带有比较重要的信息。利用小波变换具有空间局部化的性质，并通过一维小波变换工具对碰摩信号进行多尺度小波分解获取细节信号。从而对信号中的奇异点进行检测，明确地指出转子动静碰摩时奇异点的位置和奇异度的大小，为汽轮发电机组碰摩识别提供了有效的方法。     

基于混沌优化算法的城市供水绩效DEA评价模型

针对目前城市水资源短缺现象,阐述了城市供水绩效评价的重要性。介绍了数据包络分析方法及其非线性模型,并提出了混沌优化求解算法。实例表明:用混沌优化算法对城市供水绩效的DEA评价模型的优化结果与前人采用线性求解结果一致,证明了混沌算法求解DEA模型的可行性。     

Assessment of Linear and Non-Linear Two-Equation Turbulence Models for Aerothermal Turbomachinery Flows

Three linear two-equation turbulence models k -ε, k -ωand k -1 and a non-linear k -1 model are used for aerodynamic and thermal turbine flow prediction. The pressure profile in the wake and the heat transfer coefficient on the blade are compared with experimental data. Good agreement is obtained with the linear k -1 model. No significant modifications are observed with the non-linear model. The balance of transport equation terms in the blade wake is also presented. Linear and non-linear k -1 models are evaluated to predict the three-dimensional vortices characterising the turbine flows. The simulations show that the passage vortex is the main origin of the losses.