转子系统碰摩故障特征分析

通过大量的仿真计算，讨论了具有短油膜轴承支承的转子系统在发生碰摩故障时的非线性行为；分析了碰摩转子系统的故障特征、故障发生和发展的过程。从周期分岔特性和频谱特性等方面与碰摩转子做了对比分析，讨论了偏心矩、定子刚度和摩擦系数对碰摩转子型式的影响。     

转子系统碰摩故障的实验研究

建立了单盘碰摩转子系统的实验台,并且设计了一种可以模拟单点碰摩和局部碰摩的转子机构。在保证转速不变的情况下,观察碰摩转子在不同条件下的振动情况,利用波形图、频谱图、轴心轨迹图等具体分析了系统在碰摩发生前后的非线性响应和混沌特性,实验结果表明转子系统发生碰摩时,系统会激发出高倍频和分数倍频,严重碰摩时还会出现混沌现象。     

双盘转子轴承系统不对中-碰摩耦合故障分析

针对由于轴承不对中而引起不对中-碰摩耦合故障的转子-轴承系统,建立了考虑电机联轴器影响的双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统力学模型和有限元模型。基于非线性有限元方法,使用等效不对中力矩及接触理论研究了碰摩刚度和不对中角度两个重要参数对系统动力学特性的影响。通过对在不同碰摩刚度及不对中角度时系统动力学特性的研究分析,发现不对中-碰摩耦合故障常常以碰摩故障特征为主,并且二倍频出现较早及其峰值会急速增大,这一特性可以作为诊断不对中-碰摩耦合故障的一个依据。     

齿轮联轴器不对中转子系统的稳态振动特征分析

对不对中齿轮联轴器连接的轴承－转子系统进行了动力学分析，讨论了齿轮联轴器不对中力的组成。理论分析表明，齿轮联轴器的不对中而产生的作用力是联轴器内齿套的惯性力和联轴器内阻尼共同作用的结果，转子系统的稳态响应振幅与齿轮联轴器的不对中量、内阻尼、转子的转速和齿轮联轴器的结构参数有关。数值模拟结果显示在弯曲振动中转子系统会产生工频的2，4，6，8，…等偶数倍频分量，而在扭转振动中会产生工频的1，3，5，7，…等奇数倍频分量，并且这些倍频分量在齿轮联轴器附近处表现得非常明显。     

含碰摩故障的双盘转子-滚动轴承系统动力学特性分析

考虑滚动轴承非线性赫兹接触和轴承径向间隙以及由支撑刚度变化而产生的VC(Varying Compliance,VC)振动,建立了含碰摩故障的双盘转子-滚动轴承系统动力学模型。运用四阶变步长的龙格-库塔-基尔法获得系统的非线性响应;利用分岔图、最大碰摩力曲线、频谱图以及Poincaré截面图分析系统随转子转速的变化规律;应用简单胞映射方法研究分岔图在发生跳变时系统的吸引子共存问题。分析结果表明:随着转子转速的增加,系统将出现周期运动、拟周期运动和混沌运动;分岔图在发生跳变时,系统存在周期一和周期三吸引子共存现象;该分析结果对系统在不良参数区域时,通过合理控制系统的初值条件而获得理想的系统响应具有重要意义。     

转子系统碰摩故障分岔特性的实验研究

利用转子实验台,对单一碰摩和裂纹耦合碰摩故障进行模拟,采集故障转子系统的位移信号,利用关联维数对碰摩故障的敏感性,对两种故障进行时间序列分析,得到关联维数随时间的变化曲线,通过曲线的峰值点粗略确定系统运动状态的突变区域.接着利用重排小波尺度图在这些突变区域,寻找运动状态的分岔点.结果表明结合关联维数和重排小波尺度图,可以快速准确的确定系统发生碰摩后运动状态的变化规律,进而可以更好的诊断早期碰摩故障.     

非线性裂纹转子系统碰摩故障参变特性研究

早期裂纹转子系统中,裂纹故障不易检测到,并可能会进一步引发碰摩故障。文中针对这种耦合故障情形,分析系统的动力特性以及裂纹参数、碰摩参数和轴承参数变化对系统特性的影响。结果表明,裂纹转子系统发生碰摩故障时,两种非线性因素相互影响且不是线性叠加,使系统变得更加复杂。同时三个参数对系统特性有明显不同的影响,尤其是裂纹参数和碰摩参数的变化,系统特性发生较大的变化。因此,工程实际裂纹转子系统的故障监测与诊断过程中,应该充分考虑裂纹故障和碰摩故障之间的相互影响,建立合理的分析模型的基础上,注重监测裂纹参数和碰摩参数变化带来的影响。     

不对中-松动-碰摩转子系统的动力学特性分析

考虑联轴器不对中、输入轴端支座松动和转定子间碰摩等耦合故障因素,建立了两端以滑动轴承支撑的非线性刚度双盘转子系统动力学模型,运用变步长四阶龙格库塔法对该系统进行数值求解,采用分叉图、相图、Poincaré截面图以及最大碰摩力图主要分析了转速和转盘偏心量对系统动力学特性的影响.结果表明:随着转速的增大,系统出现了周期运动...     

碰摩转子系统的动力学行为研究

以基于Hertz接触理论的非线性碰摩模型，对碰摩转子系统的动力学行为进行了深入研究。从中发现其内在演化规律等。这对相应故障诊断技术的发展起到指导作用。     

直升机旋翼不平衡故障诊断试验研究

通过试验验证了仅用机体振动实现直升机旋翼质量不平衡和桨距不平衡故障诊断方法的可行性.在某旋翼试验台上分别设置不同程度桨叶质量不平衡和桨距不平衡,测取台体振动信号并利用FFT做频谱分析,分析了台体振动1Ω分量大小与故障程度的关系.利用概率神经网络实现了两种不平衡故障的正确分类,用径向基神经网络实现了故障程度识别.试验结果证实.不测旋翼桨尖轨迹,仅利用机体振动可以实现旋翼不平衡故障诊断.     

离心压缩机轴位移故障自愈调控系统仿真研究

通过模拟仿真的方法,研究了离心压缩机轴位移故障自愈调控系统的稳定性和实时性.针对轴位移故障自愈调控试验装置,利用Labview虚拟仪器平台,分别采用布尔控制器、PID控制器和模糊PID控制器来调整平衡盘两侧压差,研究它们调节转子轴向推力的能力.研究结果表明,通过改变平衡盘两侧的压差来控制轴向力,便可将轴位移控制在安全范围内;而模糊PID控制方案具有较强的适应性和耐用性,可以较好的满足自愈调控系统稳定性和实时性的要求.     

基于微量润滑的两级雾化仿真与试验研究

微量润滑切削过程中,切削油雾浓度和粒径分布是影响切削环境空气质量的重要变量,而润滑油的雾化效果与切削现场的油雾浓度和粒径分布密切相关。首先分析了微量润滑油的雾化机理,据此建立雾化数学模型,同时基于商用微量润滑喷嘴结构建立仿真模型,进而采用Fluent软件对微量润滑油的雾化过程进行数值模拟,研究供气压力对雾化效果的影响,并进行试验验证。     

双级热泵系统的理论分析与实验研究

在理论分析的基础上设计和建立了双级热泵实验台,进行了双效热泵系统的实验研究,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,双级热泵系统的实际效能良好,具有广阔的应用前景。     

弹性支承双跨碰摩故障转子系统非线性特性

建立了弹性支承双跨碰摩及油膜故障20自由度转子系统的非线性动力学模型,并进行了数值分析.与刚性支承情况进行了对比,再用仿真试验进行了验证.结果表明,该系统具有明显的混沌特性,且碰摩间隙对弹性支承的非线性特性影响十分明显.弹性支承的转子系统比刚性支承非线性明显增强,混沌区域增大,实际工程中不容忽视.同时,仿真试验结果与数值分析结果基本一致,表明了数值分析结果的可靠性.     

双级复叠式蓄冷系统性能的试验研究

为得到二级蓄冷机组在不同蒸发器进口温度下,机组和整个蓄冷系统效率随低温冷却水温的变化规律,本文搭建了乙二醇蓄冷系统实验台和地源热泵实验台,由一级地源热泵实验台负责二级蓄冷机组低温冷却水的供给。通过试验得到,在蒸发器进口温度一定时,降低冷却水进口温度可有效提高机组的效率,但冷却水温并不是越低越好,需综合考虑整个系统的运行状况。     

非线性转子系统碰摩的分岔与混沌研究

以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素,建立了具有非线性刚度轴支撑的转子系统局部碰摩的动力学模型,利用数值积分和Poincaré映射方法,对转子系统由于局部碰摩故障导致的非线性动力学行为进行了研究,给出了系统响应随转子转动频率比和偏心量变化的分岔图和最大Lyapunov指数图,以及一些典型的Poincaré截面图、相平面图、轴心轨迹和幅值谱图等,从中发现此类非线性振动系统具有周期、拟周期和混沌等复杂的动力学行为,研究结果为此类系统的安全运行和有效识别转子故障提供了理论参考。     

考虑轴承间隙时裂纹转子的故障状态及仿真分析

基于所建立的开闭裂纹转子的动力学模型,并考虑到轴承间隙这一非线性因素,对转子在不同激励参数下的裂纹开闭和间隙力存在条件进行了预测,并对转子运行轨道和频谱响应进行了动态仿真分析,结果表明,对裂纹开闭和间隙力存在条件的预测是正确的,同时转子出现裂纹和间隙力时显示出特殊的动力学特性。     

裂纹和油膜耦合故障转子周期运动分岔分析

利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶算法,研究了裂纹和油膜涡动耦合故障转子周期运动的分岔及失稳方式.研究发现,在偏心量一转速参数域内,耦合故障转子与油膜涡动转子的同频周期运动分岔失稳规律基本相同,在较大和较小的偏心量作用下,转子同频周期运动以倍周期分岔形式失稳,在适中的偏心量下,同频周期运动经Hopf分岔形式失稳.在裂纹深度-转速参数域内,耦合故障转子同频周期运动和倍周期运动的分岔失稳规律基本相同,随着裂纹深度加大,失稳转速降低,稳定性变差,但幅度并不明显.     

变频器供电下异步电动机转子断条故障仿真研究

分析了变频器供电时所产生的谐波对电动机转子断条故障电流信号的影响,基于Matlab／Simulink建立了直接转矩控制变频器供电下异步电动机转子故障系统仿真模型,在变频器不同供电频率下针对电动机转子正常和故障情况进行仿真分析。理论上难了变频器谐波影响下电动机转子故障特征频率的正确性,利用连续细化傅立叶变换和自适应滤波方法实现了变频器不同频率供电下民步电动机转子故障的在线检测。