不平衡转子——滑动轴承系统稳定性的非线性研究

基于周期计算的打靶法和Ｆｌｏｇｕｅｔ稳定性理论，本给出了转子－轴承系统不平衡激励周期解及其稳定性分析的数值方法，用此方法研究刚性转子－圆柱轴承系统中不平衡量对稳定性的影响，结果表明，转子不平衡对稳定性有较大的影响，特别是较大的不平衡具有显的增稳作用，讨论了能抑制轴承油膜失稳的最小不平衡量的算法，中轴承瞬态滑膜力直接用差分求解Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程得到，虽然计算量较大，但计算结果较接近实际。     

大型非线性转子-密封-轴承系统的不平衡响应与稳定性

对实际大型汽轮机转子-密封-轴承系统建立了具有超大规模维数的非线性动力学模型,该模型考虑了密封的非线性激振力、可倾瓦轴承的弹性支承力、转子的阻尼力、不平衡质量力和重力.采用Newmark方法对其进行数值求解,模拟出转子升速过程中汽流激振现象的典型特征和发生汽流激振的失稳转速,并且得到系统参数对转子不平衡响应和稳定性的影响规律.结果表明:适当的增大转子的阻尼、密封的半径间隙和密封流体轴向流速可提高转子发生汽流激振的失稳转速,这为在设计和运行中提高实际大型汽轮机转子-密封-轴承系统的稳定性提供了参考依据.     

非线性电磁力作用下的转子不平衡响应和界限碰摩转速

对于电磁轴承支撑的转子系统,其动力学性能在很大程度上受到各种非线性因素的制约,如力与位移间的强非线性关系,有限的控制电流等。这些因素的近似线性化虽然简化了分析过程,但所得结果可能 与工程实际偏离较大。本文讨论了由于电磁力和功放输出电流的非线性特性给转子系统不平衡响应造成的影响,即转子的碰摩,并定义了系统的界限碰摩转速,给出了数值仿真结果,在此基础上讨论了提高系统碰摩转速的途径。     

转子系统不平衡响应的灵敏度和估算方法

本文采用有限元法首次推导出系统的稳态不平衡响应关于各类参数的灵敏度公式,提出了用灵敏度公式估算不平衡响应的近似方法。在转子模型算例中,用所推公式研究了系统参数对不平衡响应的影响,并对不平衡响应进行了估算,将其与重新计算值相比较。当参数变化40%时,不平衡响应的估算误差低于3%,且估算与重算的机时比约为1∶5。     

航空发动机转子—支承系统的突加不平衡响应

在瞬态响应,特别是突加不平衡响应计算中,发现阶跃响应很大,因此,采用常规的盘传递矩阵出现了问题,因为此时(?)等项是不可忽略的。本文导出了考虑(?)影响时,质点与盘的传递矩阵,并以一双转子航空发动机的转子——支承系统为例进行了突加不平衡响应计算,结果表明,改进后的传递矩阵有较好的适应性,克服了常规盘传递矩阵的弱点。文中所导出的传递矩阵也可用于转子系统的加速特性分析等。     

基于预应力法的转子不平衡响应研究

利用预应力及谐响应分析的方法研究了转子的不平衡响应，得出在某频率范围内，转子在指定点处位移对频率的响应曲线以及在指定频率处，整个转子上的应力、应变响应的影响等。     

基于转速的磁悬浮轴承转子系统变参数控制

建立了磁悬浮轴承柔性转子系统数学模型.分析了磁悬浮轴承的支承特性、系统在不同控制参数下的稳态不平衡响应和在旋转状态下控制参数变化对系统稳定性的影响,提出了基于转速的变参数控制策略.构建了五自由度磁悬浮轴承转子系统试验台,将转速信号引入数字控制器,在不同转速区段采用不同PID参数控制磁悬浮轴承,进行了高速旋转试验.理论分析和试验结果表明,在不同转速区段采用不同控制参数,可以同时满足系统在低频段和高频段动态性能的要求,有效减小转子的不平衡振动,有利于系统平稳越过临界转速.     

Jeffcot转子-滑动轴承系统不平衡响应的非线性仿真

本文用动力仿真法考察了 Ｊｅｆｆｃｏｔ 转子椭圆轴承系统的不平衡响应。计入了轴承油膜力的非线性。仿真计算前,先以非定常雷诺方程和雷诺破膜条件为依据,生成了轴瓦非定常油膜力数据库。用龙格库塔法对运动方程作步进积分,同时反复对轴瓦力数据库进行插值以获得轴承力的瞬时值。考察了支撑于一对椭圆轴承上的 Ｊｅｆｆｃｏｔ 转子的不平衡响应。所得的动力学行为以及转子和轴颈的涡动轨迹,均与线性动力学（以轴承的线性化动特性系数为依据）所得的结果相比较。两者虽在很小的不平衡量下吻合良好,但凡当不平衡量不是很小时就有显著差别。可见有必要计入油膜力的非线性,特别是当需要计算大不平衡量下的不平衡响应时。     

基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自动平衡

转子不平衡引起的同步振动是主动电磁轴承转子系统高速运行面临的一个主要激振源.通过对转子系统不平衡特性的分析,提出了一种基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自适应自动平衡控制方法.该方法无需控制对象的传递函数,亦不影响原控制系统稳定的频率边界,通过对主动电磁轴承在线施加试探性激振信号,同时检测控制电流响应中不平衡频率成分的幅值和相位变化,直接识别出不平衡干扰的Fourier系数,产生精确的补偿信号,从而使转子绕其质心轴旋转.实验测试结果表明提出的自适应自动平衡方法对不平衡干扰有显著的抑制作用.     

可倾瓦滑动轴承系统线性稳定性分析

提出可倾瓦轴承系统解析模型并对其进行线性稳定性分析。采用Newton-Raphson和pad assembly这两种方法,可获得系统完整的动力特性系数。基于这些动力特性系数,建立系统的运动微分方程并进行复特征值分析,易求得用来检验系统稳定性的轴瓦临界质量和系统阻尼比。结果表明:预负荷、转速及支点位置均对可倾瓦轴承系统的稳定性有着较大的影响,合理选取这些参数有助于提高系统的稳定临界值。     

SHAPE OPTIMIZATION OF A LUBRICATED JOURNAL BEARING WITH REGARD TO THE DISTRIBUTION OF PRESSURE IN THE FLUID

Journal bearings with water as lubricating fluid and a rubber layer in the bearing housing are considered for shape optimization. The aim is to vary the shape of the bearing housing in order to reduce the high maximum pressure, which occurs in common journal bearings, for a longer durability of the layer material. In the optimization process a design element technique is used applying NU R.BS for geometric modeling of the journal bearing shape. The FE-analysis of this coupled problem is carried out by use of lubrication elements and enhanced assumed strain elements for the incompressible rubber layer. An analytical sensitivity analysis of the nonlinear problem is described and some results of the shape optimization are presented.     

滑动轴承动态特性的锤击法试验研究

本文采用锤击宽带激励试验和计算机辅助试验分析技术研究滑动轴承的动态特性，并对于该项试验技术、结果分析的后期处理工作进行了研究和讨论，所开发的滑动轴承动态特性试验分析系统具有较好的通用性。     

非线性刚度不平衡转子动力学行为研究

本文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的转子系统的动力学模型，利用数值积分和Poincare映射方法，对转子系统由于质量不平衡故障导致的非线性动力学行为进行了研究，发现此类非线性振动系统具有倍周期分岔、阵发性分岔、倍周期倒分岔、拟周期和混沌等复杂的动力学行为，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。     

柔性联轴节在减小转子系统扭转冲击运动中的作用

通过对大型振动磨机运动特性的研究分析,把其旋转系统简化为由两个柔性联轴节连接的三转子系统.建立了柔性连接的三转子系统在冲击转矩作用下的运动方程,对方程求解得到了柔性连接转子系统的扭转冲击响应.通过对冲击响应随柔性联轴节扭转刚度和阻尼变化规律的讨论分析,发现减小柔性联轴节的扭转刚度和增大柔性联轴节的阻尼,可以减小转子系统的扭转冲击响应.     

柔性转子-柔性静子系统的同步全周碰摩分析

在静子和转子均为柔性的情况下，对带有不平衡量的Jeffcott转子，碰摩处的局部变形采用当量线性弹簧模型，利用摄动方法，对柔性转子柔性静子系统的扰动运动进行同步全周碰摩运动的分析；获得同步全周碰摩解的参数存在区；求出该区域内同步全周碰摩解的解析表达式；讨论了同步全周碰摩解的稳定性；寻找了稳定范围数值解。     

降低磨削波纹度的研究

本文建立了一种新的由砂轮不平衡量引起工件及砂轮主轴系统振动的力学模型。在对磨削表面波纹度产生机理的理论分析基础上,采用砂轮在线液体平衡技术,就砂轮不平衡量U对唐削波纹度W_z的影响规律做了定量研究,得出在线实时平衡砂轮是提高磨削质量、降低磨削波纹度的重要途径。     

初始几何缺陷对仓壁柱承钢筒仓稳定性能的影响

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓的一种简单、经济的支承方式。薄壳结构通常对初始几何缺陷十分敏感。引入周向轴对称焊缝凹陷和特征值屈曲模态两种缺陷形式,通过几何非线性分析,研究初始缺陷对轴压下仓壁柱承筒仓稳定性能的影响。研究表明,周向焊缝凹陷会显著降低结构的屈曲荷载,且与焊缝位置密切相关,而特征值模态缺陷只有在支柱接近仓顶时才会显著影响其屈曲强度。