大间隙环流中刚支转子系统振动特性研究

基于Myklestad传递矩阵法．建立了大间隙环流中转子系统的运动方程，采用数值方法分析转子系统的振动特性。数值计算结果表明，由于大间隙环流的流固耦合作用，使转子系统的固有频率、阻尼临界转速、稳定性和不平衡响应均发生了不同程度的变化。数值计算结果与已有的解析分析和实验结果有较好的一致性。     

转子系统动力学分析软件设计

研究基于Riccati变换的整体传递矩阵法进行某压缩机多转子系统稳态不平衡响应计算。结合转子系统动力特性计算方法,开发出分析多转子系统动力特性的通用计算程序。以一些转子系统为对象分析了转子系统的临界转速和相应的振型、应变能,并绘出系统临界转速图谱以及转子系统的稳态不平衡响应。分析结果表明,自主开发的转子系统动力学分析软件运行稳定,操作简单,结果可靠。可以运用其对转子系统进行动力学特性的分析。     

转子-机匣系统振动特性研究

采用传递矩阵法计算转子－机匣系统的临界转速、不平衡响应及初始弯曲响应，计算转子－机匣系统临界转速及稳态响应时的位能与位能分配，提出了借助转子－机匣的位能分配判断各阶临界转速的分析方法，并研究了机匣对系统振动特性的影响。     

轴向柱塞泵-电机组转子系统临界转速及不平衡响应分析

临界转速及不平衡响应分析是采用转子动力学研究转子系统动态特性的基础。以斜盘式轴向柱塞泵-电机组转子系统为研究对象,通过Riccati传递矩阵法、Prohl传递矩阵法和有限元法分别对转子系统进行了临界转速的计算,结果表明电机轴及联轴器的存在降低了轴向柱塞泵-电机组转子系统的临界转速,并证明了Riccati传递矩阵法在计算大型转子系统的优势;此外,通过模拟流量脉动及侧向径向压力引起的转子不平衡状态,得到转子系统的不平衡响应特性,结果可表明,流量脉动及侧向径向压力主要激发了转子系统的二阶固有频率,其不平衡响应最剧烈处位于转子系统两端。     

某型高速电机转子动力学分析

为了避免电机转子的额定转速与转子系统的临界转速相接近而发生共振,应用有限元法,编写Ansys软件的APDL语言,对转子系统进行模态、Campbell图及不平衡响应计算。分别得到转子系统的前四阶模态振型和前两阶临界转速,利用不平衡响应法计算的临界转速与Campbell图法对比验证计算的正确性,并得到各结构位置处的稳态响应。研究结果表明,该转子额定转速避开了转子的临界转速,转子设计合理。     

具有弧齿锥齿轮啮合的试验器转子系统临界转速及稳态不平衡响应试验研究

对具有弧齿锥齿轮啮合的试验器转子──支承系统的振动特性进行试验研究,采用传递矩阵法计算该试验器转子的临界转速及稳态不平衡响应,研究支承刚性及弧齿锥齿轮螺旋线的方向对稳态不平衡响应的影响。理论计算结果与试验结果吻合较好。     

燃气轮机齿轮耦合转子系统动力学特性分析

为了降低燃气轮机齿轮转子系统不平衡响应,采用了耦合转子动力学方法对系统进行分析评价,在考虑齿轮啮合及轴承动力特性系数的基础上,利用传递矩阵法分别建立了两单轴转子的弯曲振动分析模型,推导了人字齿轮耦合单元的传递矩阵,应用整体传递矩阵建立了人字齿轮转子系统的弯扭耦合振动分析模型,对某燃气轮机齿轮-转子-轴承系统进行了振动特性分析。通过数值计算与分析,获得单轴转子以及齿轮耦合转子的不平衡响应。研究结果表明,该齿轮耦合使转子系统不平衡响应增大,同时传动系统的工作转速远离临界转速,系统处于安全稳定状态。     

船舶脱硫泵转子系统临界转速计算及不平衡响应分析

为提高船用脱硫泵运行可靠性,利用有限元分析软件对脱硫泵转子系统进行了临界转速计算与不平衡响应分析,得到转子系统"干态"和"湿态"两种工况下的临界转速与不平衡响应曲线.分析泵轴材料密度以及水动力刚度对转子系统临界转速的影响;对比转子系统"干态"和"湿态"两种工况下的不平衡响应幅值,分析转子系统阻尼系数对不平衡响应幅值的影...     

基于ANSYS的大型屏蔽电机泵转子系统建模及动力学分析

基于ANSYS建立了大型屏蔽电机泵转子系统的有限元模型,通过模态分析和谐响应分析研究了陀螺效应对转子系统临界转速和质量不平衡响应的影响。分析结果表明:陀螺效应对临界转速计算结果影响较大,转子动力学分析时应考虑陀螺效应;考虑陀螺效应后,转子系统临界转速大于设计临界转速;各测点质量不平衡响应一次共振峰值小于横向振动设计限制;叶轮中心和上、下飞轮中心振幅远大于其它位置振幅,为易振动部位,实际运行中应重点选择这些位置进行振动监控。     

铁路机车牵引电机临界转速和不平衡响应分析

轴的抗弯刚度是影响转子动力学特性的重要因素,转子圆盘厚度对抗弯刚度影响较大。应用有限元软件Ansys建立某铁路机车牵引电机转子系统的一维和三维模型。分析圆盘厚度对临界转速的影响,随着圆盘厚度减少和圆盘质量集中,第一阶临界转速线性减小,且当圆盘质量集中到非常薄的圆盘上时,三维模型计算的临界转速趋近于一维梁单元集中质量法计算的结果,在此基础上讨论一维模型的适用范围。并进行三维模型不平衡响应分析,讨论不同圆盘厚度、不平衡质量、阻尼比对不平衡响应的影响。     

Unbalance Response of a Super-Critical Rotor Supported by Foil Bearings—Comparison with Test Results©

This article compares theoretical and experimental results on the unbalance response of a super-critical rotor supported by two kinds of gas foil bearings. Analysis of the super-critical rotor is performed with viscoelastic foil bearings (VEFB) and conventional bump foil bearings and compared with early published experimental data. The vibration orbits obtained by theoretical investigation on the viscoelastic foil bearings (VEFB) and the conventional bump foil bearings are compared with the experimental vibration orbits of the super-critical rotor supported by both foil bearings. A numerical analysis program can calculate the static and dynamic characteristics of the elastically supported gas foil bearing using the measured stiffness and damping of the elastic foundation. After the stiffness and damping of both foil bearings are calculated using the perturbation method, vibration orbits of the flexible rotor modeled by the finite element method are calculated. Vibration orbits calculated by numerical analysis agree well with experimental data when the vibration amplitude is small and the rotating speed is below the bending critical speed. The numerical results also show that the enhanced structural damping of the elastic foundation reduces vibration near the bending critical speed.     

Identification of the dynamic parameters of active magnetic bearings based on the transfer matrix model updating method

The stiffness and damping coefficients of Active magnetic bearings (AMBs) have a great impact on the dynamics of a high-speed rotor AMB system, from its bending critical speed to the modes of its vibration and stability. To accurately obtain the stiffness and damping coefficients of AMBs, this study proposes a new identification approach based on the transfer matrix model updating method. By minimizing the error between the unbalance response calculated through the transfer matrix approach and the experimental measurements, the stiffness and damping coefficients are obtained using the simplex optimization algorithm based on the updating method of the model. According to the experimental data, we identify the parameters from 20 Hz to 260 Hz (1200 rpm to 15600 rpm). To verify the identified results, a finite element rotor AMBs model is created, and the theoretical unbalance response is predicted using the identified parameters. The theoretical unbalance responses closely coincide with the experimental measurements, indicating the effectiveness of the proposed method.     

多平行轴系离心压缩机振动耦合传递特性研究

整体齿轮增速式压缩机由于其结构紧凑、效率高而在现代流程工业中得到广泛的应用,然而由于该类型压缩机为多平行轴系结构,其轴承载荷随着压缩机负荷而发生变化,使得该类转子的动力学分析异常复杂。本文以某实际压缩机组为研究对象,建立了齿轮-轴承-转子的弯曲-扭转耦合系统有限元模型。首先对未耦合的单转子进行刚性支撑下的模态分析和弹性支撑下的不平衡响应分析,并同实测结果对比以确定分析结果的可靠性。在此基础上,研究并揭示了轴承载荷导致的刚度系数变化对转子临界转速和不平衡响应的影响规律,同时对比分析不平衡振动在各个转子之间的传递特性。研究结果表明转子振动幅值会随着压缩机负荷的增加而增加,而齿轮啮合刚度会增大转子振动对不平衡的敏感程度。本论文研究结果可为齿轮增速式离心压缩机的设计以及基于模型的压缩机故障诊断提供一定的理论参考。     

滚珠自动控制转子不平衡响应的动力学机理

通过理论分析和数值计算,研究在Jeffcott转子的圆盘里加入单、双滚珠的转子系统的周期解及其稳定性。研究表明,转子在临界转速以下运行时,单、双滚珠均使转子的静不平衡振动加剧,平衡恶化;而在临界转速以上运行时,特定参数的单滚珠能使转子自动达到静平衡,而参数设计合理的双滚珠始终能使转子达到自动静平衡,能有效地消除不平衡振动。另外,由于滚珠运动的影响,在转速刚过临界转速附近,系统发生自激振动。     

挤压式磁流变液阻尼器--转子系统的动力学特性与控制

用磁流变液代替常规挤压油膜阻尼器的润滑油,可制成阻尼特性受磁场控制的挤压油膜阻尼器,用于转子系统的振动控制。依据Bingham模型推导了磁流变液挤压油膜的雷诺方程及其解的表达式,给出了油膜流速、压力分布、油膜反力和阻尼器内磁拉力等的计算公式;以磁流变液阻尼器—刚性转子系统为例,理论分析了挤压油膜的力学特性和转子系统的不平衡响应特性;设计和制造了一种用于转子振动控制的挤压式磁流变液阻尼器;试验研究了支承在该阻尼器上的单盘偏置柔性转子系统的不平衡响应特性和控制方法。研究表明,磁拉力可降低一阶临界转速和临界振幅;油膜反力可降低转子系统在无阻尼临界转速处的振幅,并使一阶有阻尼临界转速增大;通过开关控制能使阻尼器具有最佳的减振效果,使转子振幅在全转速区达到最小。     

液下硫磺泵的转子动力学分析

为减少长轴液下硫磺泵转子系统的振动,基于转子动力学对液下硫磺泵进行研究,以转子体、轴承、轴承座以及联轴器构成转子系统,运用ANSYS模拟转子系统的临界转速、转子不平衡引起的同步振动响应。结果表明:转子系统在第一阶临界转速下运行,为刚性转子;在前四阶临界转速下,轴承处的变形都较小;在加载了不平衡量的谐响应分析中,轴承与叶轮都在前四阶固有频率下产生共振现象,两叶轮振幅接近,各轴承最大振幅也远小于标准要求。液下泵转子系统的动力学研究对预防转子破坏引起的故障具有重要意义。     

卧螺离心机螺旋输送器转子系统的动力学分析

为了通过螺旋输送器转子系统的动力学特性来研究其工作性能,本文利用有限元软件ANSYS,建立了螺旋输送器转子系统的有限元模型,并进行了模态分析和谐响应分析,计算出转子系统的固有频率和振型,从绘制的Campbell图得出临界转速。研究了转子系统在不平衡激励之后可能产生的共振问题,同时绘制了共振位移与频率的关系图。结果表明,基于ANSYS软件的有限元分析方法方便、实用,对临界转速的分析可以作为避免共振的理论依据,第1阶临界转速时不同位置的共振情况分析为实现卧螺离心机的状态监测和故障诊断提供了参考。