含横向裂纹转子的瞬态振动

应用裂纹开闭条件由转子开裂轴段位移确定的刚度模型,借助摄动法,建立了含横向疲劳裂纹转子过临界转速瞬态振动的一阶近似微分方程。并通过数值积分,得到了这类非定常振动的近似解及其特性,进而讨论了有关因素的影响。     

微裂纹组合转子的尺寸效应研究

组合转子模化放大或缩小过程中,由于尺寸效应的存在,微裂纹扩展对不同尺寸组合转子动力学性能影响规律尚不明确。应用相似理论的量纲分析法简要介绍微裂纹扩展过程中存在的"尺寸效应",并以某重型燃气轮机组合转子原型及其2. 3倍缩尺模型和1. 3倍放大模型为研究对象,分析了初始微裂纹随组合转子尺寸同比例变化和不随组合转子尺寸变化两种情况下,组合转子固有频率漂移情况。结果表明:用简单的Paris公式分析因微裂纹扩展导致不同尺寸组合转子固有频率漂移时存在较大误差,其动力学性能变化和组合转子尺寸之间存在一定的相关性。     

含横向裂纹简单转子刚度的计算

以两端简支的 Ｊｅｆｆｃｏｔ 转子为对象,运用断裂力学和材料力学理论推导出含横向弓形裂纹的转子刚度计算公式,并在此基础上研究裂纹位置、裂纹深度和轴细长比 Ｒ／ Ｌ等参数对转子刚度的影响。计算结果表明,裂纹位置距转子中心越近、裂纹深度越深,转子的刚度就越小;转轴细长比越大,裂纹对转子刚度的影响就越大;当裂纹较浅时,可忽略平行于裂纹方向的刚度变化,而当裂纹较深时,应同时考虑与裂纹平行和垂直方向上的刚度变化。     

单盘含裂纹转子系统的非线性响应分析与实验研究

建立含裂纹Jeffcott转子的动力学运动方程。针对裂纹深度对转子系统动态响应的影响及转子盘摆振响应的特点进行仿真计算和试验研究。数值仿真表明，对于较浅的裂纹，系统响应为周期性运动，在某些转速下会出现倍周期运动，同时还出现各种倍频分量。此时的摆振运动常包含激振频率的倍频成分。当裂纹较深时，盘的摆振运动与横向振动都会出现各种非协调响应。试验结果表明，当轴上存在裂纹时，盘的横向振动响应和摆振响应中都会出现高次谐波分量，这些分量虽然从频率成分上讲是相同的，但各分量的大小有明显差异。这些结论对于转子裂纹故障的监测与诊断具有新的意义。     

含横向裂纹转子的动力稳定性研究

基于断裂力学理论，确定了含横向裂纹转轴结构的柔度，采用呼吸裂纹模型推导了旋转坐标系中转轴的运动微分方程，利用Floquet理论分析求解了转子运动的稳定性区域，研究了横向开式裂纹与呼吸裂纹对转子稳定性的影响，以及转子在裂纹深度发生变化时的动力学稳定性。研究结果表明，当转轴舍有横向裂纹时，其失稳转速由单一失稳转速变为多个转速值，形成失稳区，且失稳区域出现在量纲一转速为2/1、2/2、2/3等处。     

裂纹转子的动平衡研究

转子上裂纹的出现使转子的刚度发生变化,给裂纹转子的动平衡带来新问题。本文通过数值仿真分析,对裂纹方位角对转子系统响应的影响进行了分析。分析结果表明,在不平衡的大小和位置不变的情况下,转子的同频响应随裂纹方位角的变化而变化,使得裂纹转子的平衡变得非常困难。     

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．     

具有横向裂纹转子的刚度研究

首先计算了含横向裂纹轴转动一周,裂纹处于不同开闭状态下,轴的十六个弯曲刚度的傅氏表达式,分析了诸刚度的特点及影响其变化规律的一些因素。进而,提出了转子空间位置唯一确定裂纹转子弯曲刚度的模型,给出了主要换算公式。     

含横向裂纹的Jeffcott转子刚度分析

根据断裂力学理论和转子动力学理论,考虑沿3个坐标轴方向6个载荷的作用,推导出了含裂纹的转轴刚度。裂纹的开闭状态由裂纹面的应力决定。通过数值仿真计算发现:刚度在3个坐标轴方向上随着裂纹深度的变化幅度有很大差异,轴向刚度变化以及小裂纹情况下垂直于裂纹方向的刚度变化可以不考虑;随着细长比的增大,裂纹轴的刚度减小。     

转子支架的焊接裂纹研究与对策

我厂生产的各种规格带有转子支架的同步电机,其转子支架焊接裂纹问题一直影响整机质量。轻者,焊缝局部开裂,磁轭圈与电机轴的同轴度发生变化,从而导致定、转子间气隙发生变化,严重增加电机的振动和噪声。重者,环焊缝全部开裂,造成磁极与轴发生相对运动。由此可以看出,焊接裂纹严重影响整机的正常运行。     

考虑圆盘宽度影响的悬臂转子动力学

在通常的转子动力学有限元分析中，在考虑圆盘单元时，常把它近似看作没有轴向宽度的质量和转动惯量元。对于某些具有宽圆盘（如离心机转鼓）的悬臂转子，这种近似会引起较大的计算误差。本文采用刚体动力学理论，重新推导了圆盘单元的有限元矩阵，使其适用于精确地分析离心转子的动力学特性。     

蠕变与疲劳交互作用下裂纹扩展速率的探讨

指出疲劳与蠕变交互作用的过程可以看作是蠕变与疲劳叠加作用的过程,其蠕变应变规律应由疲劳蠕变曲线描述,并根据静蠕变与疲劳蠕变时间百分比寿命曲线基本重合的实验结果,导出了静蠕变应变与疲劳蠕变应变之间的关系式。经过对疲劳与蠕变交互作用下的应力-应变迟滞回线的分析,导出了在一个周期内蠕变应变能密度增量的计算式。还指出在疲劳与蠕变交互作用下应变能密度增量是一个综合性的损伤变量,应变能密度增量应等于疲劳应变能密度增量与蠕变应变能密度增量之和。然后参照纯疲劳的研究过程,导出了基于能量密度增量的在疲劳与蠕变交互作用下的裂纹扩展速率表达式,该表达式得到了316L钢在400℃下梯形应力波加载实验数据的支持。     

转子系统中轴承刚度对全矢谱参数影响的研究

基于转子系统中轴承刚度呈各向异性的特点和转子动力学基本理论,建立全矢谱各参数与转子固有特性之间的关系,并应用有限元分析软件Ansys建立转子—轴承—支撑系统的有限元模型,分析水平和垂直方向上的刚度变化对全矢谱各参数的影响。研究结果表明:在恒定转速下,两垂直方向上的刚度对振矢、偏心率、方位角均有影响,根据上述参数的关系,提出依据偏心率的故障判别方法,并给出传感器的安装原则。研究成果对于应用全矢谱技术进行旋转机械动力学特性分析及故障诊断具有一定的参考价值。     

考虑裂纹面摩擦的有限多裂纹板的应力强度因子解析与数值方法

对在双轴压缩作用下,考虑裂纹面间摩擦力的无限大板中双裂纹与单裂纹的应力强度因子解析解进行对比分析。结果表明,裂纹面间的摩擦力对多裂纹应力强度因子的修正系数是没有影响的,只对有效剪应力产生影响。以无限板周期裂纹的解为例,将该解析解作为有限板共线多裂纹应力强度因子的近似理论解,运用有限元数值计算有限板共线双裂纹的应力强度因子,并将其结果与近似理论解进行对比分析。计算结果表明,有限板共线双裂纹应力强度因子的近似理论解与通过有限元法计算得到的数值解基本吻合,验证裂纹面间摩擦力对应力强度因子的修正系数没有影响,裂纹面间无摩擦力时多裂纹相互影响引起的修正系数可以作为考虑裂纹面间摩擦力时的修正系数。     

平行不对中和不平衡故障转子扭振特征的研究

通过分析不平衡故障转子和不对中故障转子运转过程中的动力学关系,分别得到了这两种故障转子的扭转振动特征。应用DK-Ⅱ型扭振测试仪,进行了转子不平衡故障和不对中故障的扭转振动特征测试。理论分析与试验研究的结果是一致的。     

一种新型并联混合动力系统的性能研究

提出了一种新型并联混合动力系统,其采用PX型单环路系统,可有效规避无级变速器的扭矩和功率容量,通过串联两挡变速器,扩大该PX型单环路系统的调速范围。针对再生制动模式,对PX型单环路系统的功率流可逆性进行了验证。该新型并联混合动力系统采用电动机以实现纯电动驱动和制动能量回收,高速重载时发动机和电动机同时驱动车辆。建立了该动力传动系统的键合图模型,并推导了其状态方程。以Matlab/Simulink为平台建立了整车仿真模型,选取US06驾驶循环的高速公路工况,对该动力传动系统进行了仿真。仿真结果表明:通过模式切换,该并联混合动力系统确保了发动机工作在其高效率区域,车辆实际运行速度能够较好的跟随循环工况,同时,仿真前后电池荷电状态保持在期望范围内。     

基于复合型紊流润滑理论的径向滑动轴承紊流润滑性能的研究

复合型紊流润滑理论是一种新型的紊流润滑理论。随着机器向高速、大型化、大功率方向发展,滑动轴承越来越多地工作在紊流工况。将先进的复合型紊流润滑理论应用于径向滑动轴承的紊流润滑性能研究,提出了建立紊流润滑参数数据库的思想,使复合型紊流润滑理论能方便地用于工程实际,并将理论计算结果与滑动轴承紊流试验数据进行对比,同时用国际通用的Ng—Pan紊流润滑理论模式进行计算对比。研究发现,复合型紊流润滑理论与试验结果更为吻合,并在此基础上研究了径向轴承紊流润滑性能随工况参数的变化情况。     

2A70铝合金转子等温闭塞式锻造工艺研究

2A70铝合金转子是导弹发动机上重要的受力构件,对组织性能的要求很高。采用等温闭塞式锻造的方法生产转子锻件。为了使成形后的锻件顺利出模,采用了组合式凹模的结构。等温成形时,进行了大量的试验研究加热温度对成形过程的影响,最终确定模具和坯料的加热温度均为435 ℃。经检测,采用所设计的工艺方案生产的转子锻件的尺寸精度及组织性能均符合设计要求,成功地解决了切削加工的转子力学性能差、不能满足使用要求的问题。     

基于盲数理论的性能退化数据可靠性分析

针对产品的退化试验中数据小样本的情况下,产品性能退化轨迹描述难以用准确的数学函数处理问题,提出基于盲数理论的性能退化数据可靠性分析方法。根据盲数的定义和特点,运用盲数计算法则,对退化试验的原始数据进行处理,确定盲数的灰区间及其相应的可信度,并计算产品在测试时间点的实时可靠度,然后通过拟合各测量时间点可靠度数据得到产品在全寿命区间可靠度表达式,有效避免假设退化轨迹和引入数据带来的误差。最后用一个算例说明所提方法的操作性和可行性。