磁悬浮转子系统耦合特性测试方法及测试台的设计

磁悬浮转子系统中,根据磁力轴承工作原理,径向磁力轴承内存在力耦合、磁耦合;径向磁力轴承之间存在力耦合、力矩耦合。这些耦合现象对磁悬浮转子系统的结构设计、系统建模和控制系统的设计都有影响。在对磁悬浮转子系统耦合特性研究的基础上,提出了磁悬浮转子系统耦合特性测试的实验方法。并且提出了相应测试实验台的设计方案。     

不同自由度耦合斜齿轮转子系统的振动特性

以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统为研究对象,考虑静态传递误差和齿轮几何偏心等因素的影响,建立了全自由度通用齿轮啮合动力学模型。将其与转子系统有限元模型进行耦合,建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型。转子系统采用梁单元模拟,齿轮之间的啮合通过啮合刚度矩阵和阻尼矩阵模拟,并分析了不同自由度耦合下系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明,考虑弯扭耦合和弯扭轴摆耦合会产生较多的弯扭耦合频率,响应计算结果出现的峰值点均对应系统的固有频率,而考虑弯扭轴摆耦合可以更好地表征系统的不同自由度的耦合振动情况。此研究结果可为齿轮耦合转子系统设计提供参考。     

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。     

单圆盘转子系统动力可靠性理论研究

从单圆盘转子系统的不平衡响应出发 ,提出了转子系统的激振 -固有频率干涉模型 ,建立了单圆盘转子系统不平衡响应可靠性计算理论 ,分析了设计参数对单圆盘转子系统动力可靠度影响的灵敏度 ,使得有可能在设计阶段估计转子系统不发生共振的可靠度。     

透平气动马达转子系统的动力学特性研究

基于厘米级反击式微型透平机的透平气动马达,是项目组所提出的一类新型气动马达.针对所研制的该类透平气动马达样机中的高速转子系统的动力学问题,基于有限元法对该透平气动马达转子系统的最大应力点和临界转速进行了分析,得出了该转子系统的合理转速范围;此外,还分别对转子系统最大应力、振动模态与设计参数及工作转速的内在关系进行了探讨.研究结果对该类气动马达合理运行转速的确定及结构优化提供依据,并为新一轮样机的研制和转子系统动力学品质改善指明方向.     

磁力轴承转子系统非线性支承特性的研究

通过对磁力轴承非线性支承力特性的分析,可以看出控制器参数与支承特性之间有非常强的非线性耦合关系。虽然其支承的刚度和阻尼都能够通过改变控制器参数进行调整,但控制器参数的选择受非线性因素的影响较大。当比例增益越大,则在转子平衡点处的线性刚度就越大,能提供的最大支承力也越大,但支承实现正刚度的转子位移区间越小,系统稳定的转子位移区间就越小。通过对主动磁力轴承转子系统非线性支承特性的研究,揭示了控制器结构参数、机械结构参数与支承特性之间的耦合关系。     

发动机转子-滚动轴承系统的振动性能研究

针对发动机转子 滚动轴承系统建立了有限元模型,将弹性轴段、刚性圆盘和弹性支承的动力方程集结后得到系统振动方程,分析计算了支承刚度对系统固有频率的影响。将转子不平衡惯性力和轴承支反力作为激励,求解了系统的稳定响应,得出了合理设计支承刚度和阻尼,可以改善转子系统的振动特性的结论。通过转子系统模拟实验,对该结论进行了验证。     

有摩擦的非线性多转子系统的动力特性

用近代非线性动力学理论分析弹性支承有间隙和摩擦的非线性刚性多转子系统的复杂运动，建立支座松动和有摩擦的弹性支承的力学模型，导出这类多转子系统的运动微分方程组，用数值方法得到系统在某些参数区域内的轴心轨迹图、Poincare映射图和分岔图等。以转子转速、刚度、阻尼、摩擦系数、轴承间隙或时间等为控制参数讨论了进出混沌区的不同路径和系统各种形式的拟周期、倍周期和混沌运动。分析结果为定性地改善转子系统的稳定运行状态提供理论依据。     

涡扇发动机转子动力特性计算与分析

发动机转子支承系统的动力学特性对于发动机运行的可靠性具有重要的作用,某型涡扇发动机的双转子支承系统带有耦合高低压转子的轴间轴承,高压转子前支承及低压转子后支承均采用波纹环弹性支承,低压转子前支承还采用了间隙环.这些支承结构对转子支承系统的动力特性有重大影响.本文采用传递矩阵-拟模态综合法,对该涡扇发动机的双转子支承系统的临界转速进行计算,分析该发动机所采用的各弹性阻尼支承的作用与影响,对发动机的使用、维护以及改进、改型具有重要的参考意义.     

滑动轴承转子系统多稳定区形态特性研究

在线性范围内对滑动轴承转子系统在有外弹性阻尼支承作用时的稳定性界限和区域形态进行了研究,首先导出立式系统的界限转速及涡动频率的解析表达式,其次对臣式系统的稳定性区域形态进行数值计算,结果表明,在外弹性阻尼支承作用下,滑动轴承转子系统可以具有多个稳定区。     

非线性弹性转子系统动力特性分析

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，建立了具有非线性弹性轴的转子系统的动力学方程，利用多尺度法对系统的非共振、主共振、超谐共振和亚谐共振等非线性动力学响应进行了分析，为具有此类特性的转子系统安全运行提供了一定的参考。     

某型航空发动机压气机叶片干冰清洗试验研究

为研究某型航空发动机压气机叶片干冰清洗效果并获取关键参数值,分析了压气机叶片干冰清洗的原理,测试了干冰清洗对压气机叶片的清洗效果。采用人工涂抹法模拟不同积垢的压气机叶片,进行压气机叶片干冰清洗试验,在不同的参数下系统地研究干冰质量流量、喷射角度和压气机转速等参数对干冰清洗效果的影响,获得干冰清洗压气机叶片的最佳参数范围。试验结果表明,干冰清洗对压气机叶片有较好的清洗效果,人工涂抹法可以较好地模拟实际的压气机叶片积垢情况,获得清洗关键参数干冰质量流量、喷射角度和转速的较优范围。     

周向拉杆转子系统非线性动力行为及稳定性

针对周向拉杆转子轴承系统,将拉杆简化为无质量、受预紧的线性弹簧,得到周向拉杆提供的附加刚度矩阵和附加广义力矩;对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析,得到不同载荷作用下的法向和切向界面接触刚度;计入界面接触刚度和周向预紧拉杆的影响,采用受轴向载荷的Timoshenko梁轴有限单元建立周向拉杆转子轴承系统的非线性动力学模型.基于系统的局部非线性特性进行自由度缩减后,运用结合预估-校正机理的Poincaré-Newton-Floquet方法对滑动轴承支承下周向拉杆转子系统的非线性动力特性进行研究,得到不同转速和质量偏心下系统稳态周期解的稳定性边界和分岔形式.结果表明,系统存在同步周期解、准周期解和倍周期解对应的参数区域,随着转速的增加,当质量偏心较小时,周期解发生准周期分岔,当质量偏心较大时,周期解发生倍周期分岔.考虑界面接触刚度后,系统的分岔失稳转速降低;预紧不均时,系统在更低的不平衡量下发生倍周期分岔.     

某火炮药协调器液压系统联合仿真研究

以某火炮药协调器的液压系统作为研究对象,利用ADAMS和AMEsim软件建立药协调器的机械系统-液压系统联合仿真模型。分析了此药协调器特殊的曲线机构以及药协调器在运动过程中压力的动态变化,仿真结果能够正确反映药协调器液压系统主要的性能指标,能够正确反映实际系统运行特性,为协调器的优化设计提供参考。     

变载荷作用下轴-轴承系统动力学行为研究

以普通轴-轴承系统为研究对象,采用数值仿真方法研究了轴-轴承系统在冲击载荷、正弦载荷、旋转载荷等变载荷作用下系统动力学响应,发现变载荷作用下的普通轴-轴承系统也存在共振行为,并提出了轴-轴承系统两种共振频率的确定方法。分析结果表明：轴-轴承系统的自然频率与轴颈转速、轴承间隙和润滑油粘度有关;当外载荷作用频率与轴-轴承系统自然频率相同时,系统将产生共振;共振时轴承的最大油膜压力显著增大,而最小油膜厚度显著减小。     

某型飞机发动机温度控制盒检测系统设计

阐述了检测系统的参数指标以及总体设计,并对设计中的关键技术进行了详细介绍.解决了频率和占空比检测、热电偶信号模拟和冷端温度检测等问题.在实际使用过程中效果良好,使温度控制盒性能的检测质量得到了较大提高.     

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。     

基于流固耦合气体轴承-转子系统的动态特性分析

机床切削过程中所受的切削力可假设为稳态力和动态扰动力的合力,为探究以气体轴承作为支承的电主轴系统的动态特性,以正弦波作为动态扰动加载形式,提出采用简谐激励法与双向流固耦合数值模拟相结合的方法对气体轴承-转子系统的简化模型进行动态特性研究;对动刚度和阻尼系数进行辨识,并通过模态分析获得转子不同稳态力下系统振型及固有频率变化规律。研究结果表明：随稳态力的增加,下径向轴承的Kyy增长速率大于Kxx,而交叉刚度和交叉阻尼均几乎不变;下径向轴承的主刚度大于交叉刚度,主阻尼大于交叉阻尼;当稳态力为50~200 N时,转子下端y向偏移均随动态扰动力频率的增加呈现先增大后减小的趋势;系统的共振频率随稳态力的增大而增大。     

基于LabVIEW的转子现场动平衡测试系统的设计

根据影响系数法原理,以LabVIEW为平台,搭建高速现场动平衡测试系统,并通过MDT-3A实验台模拟不平衡故障,验证了系统的可行性。     

基于铁谱的航空发动机图谱技术研究

介绍基于摩擦副磨损过程的航空发动机磨粒图谱的编制方法,分析航空发动机摩擦副不同运转阶段的基本磨粒种类与特征,提出航空发动机铁谱图谱信息管理系统的总体框架,并进行了初步设计。该图谱信息管理系统为预测发动机磨损故障提供了一种有效的技术手段,同时该系统可作为故障诊断专家系统的一个重要模块。