复杂转子-轴承系统非线性动力学特性分析

针对现有方法在求解复杂转子-轴承系统非线性动力学特性时的不足,提出了基于动网格技术的计算流体力学和转子动力学相结合的流固耦合计算方法。首先建立滑动轴承轴心轨迹的运动方程,然后采用动网格技术对滑动轴承流场进行非线性瞬态计算,得到动态载荷作用下转子-轴承系统的轴心轨迹。最后,通过对某复杂转子-轴承系统非线性动力学特性的分析对本文方法进行了验证。结果表明,方法能够准确分析复杂转子-轴承系统非线性动力学特性并可求得其轴心轨迹。     

中介轴承波纹度对双转子系统动力学特性的影响

针对航空发动机双转子系统,根据转子动力学理论和拉格朗日方程建立中介轴承-双转子系统模型,采用数值仿真方法获得系统动力学特性,借助时变刚度曲线、幅频响应曲线、三维瀑布图、分岔图以及庞加莱截面图等,对比分析了理想中介轴承-双转子系统和考虑波纹度的中介轴承-双转子系统的时变刚度特性、中介轴承力、主共振、频谱特征以及分岔与混沌特性。结果表明,中介轴承波纹度使双转子系统运动状态更加复杂,尤其在较低转速下,波纹度会对双转子系统的动力学特性产生显著影响。     

双转子系统中介轴承的动载荷及其对轴承温度的影响

通过结合传热学和非线性动力学,探讨了航空发动机双转子系统中介轴承在动载荷作用下的热行为。通过双转子系统动力学响应计算获得中介轴承动载荷,将其代入Palmgren经验公式,得到中介轴承的载荷摩擦热和黏度摩擦热,从而建立中介轴承在动载荷作用下的瞬态热传递模型。通过数值计算得到中介轴承各部位的瞬态温度,发现滚子温度最高,外圈温度最低,且温升速率逐渐衰减为零。进一步分析转速、润滑剂运动黏度和环境温度对中介轴承温度和摩擦热的影响,结果表明,中介轴承温度和总摩擦热在双转子系统共振区内骤增并形成两个峰值,在系统非共振区内则逐渐增大;在共振区内,载荷摩擦热起决定作用,在非共振区内,黏度摩擦热起决定作用;润滑剂运动黏度会显著影响黏度摩擦热,从而影响总摩擦热以及中介轴承温度,而环境温度只影响中介轴承温度。中介轴承动载荷能够在一定程度上体现双转子系统的动力学特性,因此,双转子系统的动力学特性对轴承的热行为有着至关重要的影响,在轴承设计中应予以考虑。     

双转子系统联轴器不对中振动响应分析

针对双转子系统不对中普遍存在,影响系统振动特性的问题,对内转子含有联轴器不对中的双转子系统进行了动力学仿真及振动分析。以某型航空发动机双转子系统为对象,通过施加不对中引发的附加载荷,建立双转子系统联轴器不对中动力学有限元模型。对比分析了特定工况下转子系统随不对中量增加,内外转子振动的频谱特征及轴心轨迹的变化规律。结果表明:内转子联轴器不对中振动特性可通过中介轴承传递到外转子,外转子支撑位置及中介轴承对应位置均可监测到内转子联轴器不对中振动响应;一倍频对联轴器不对中故障不敏感,二倍频幅值随联轴器不对中量的增加而增加,且距离联轴器越近的支撑位置的不对中响应越敏感;轴心轨迹随联轴器不对中量的增加由"椭圆"形变为"内八字"形。     

轴承座安装不同心时电主轴临界转速的计算

考虑实际装配中会因产生误差导致前后轴承座安装不同心.针对此工况,对电主轴进行动态特性分析.简化主轴系统,建立转子动力学模型并推导出转子系统的振动方程,得出该振动方程的特征方程.分析轴承-转子系统的刚度与质量矩阵,以求解该特征方程,最终计算出该条件下转子系统的临界转速.结果 表明:安装轴承座不同心导致转轴倾斜的角度越大,...     

摇摆工况下椭圆轴承转子系统动力学特性研究

倾斜摇摆工况下,不仅轴承承受载荷随时间变化,而且轴承动特性参数也发生变化,这必然会影响轴承支撑的转子系统的安全性与稳定性分析结果。仅通过稳态分析难以保证支撑轴承自身的安全性和可靠性以及转子轴承系统的稳定性。基于轴承刚度和阻尼的分段线性化假设,建立不同横摇角度的转子轴承模型,用某大学润滑理论与轴承研究所开发的转子轴承系统动力学分析软件DLAP(Dynamic Lubrication Analysis Program),耦合求解椭圆轴承转子系统动力学模型,采用特征值和特征向量,稳定性分析、不平衡响应分析以及瞬态动力学分析等手段,详细研究了转子轴承系统的稳定性和安全性,并与正常工况下轴系的动力学特性对比,最终得出摇摆工况下椭圆轴承支撑的转子系统的动力学特性。     

发动机对转双转子系统碰摩非线性响应分析

建立了发动机对转双转子系统的动力学模型。对模型进行了离散处理,推导了其有限元动力学方程。研究了外转子发生突加不平衡故障后引起的转子动静碰摩对于对转转子响应的影响。采用Wilson-θ等方法对有限元动力学方程进行了求解,得到了对转双转子系统在突加不平衡时,系统动力学响应的变化;以及随后发生转子机匣碰摩故障时的非线性及混沌响应。分析了对转双转子系统的分岔与混沌运动,发现了一种新的通过环面交叉进入混沌的方式。     

转子耦合效应对高速角接触球轴承振动的影响分析

根据滚动轴承-转子之间的位移耦合关系以及载荷平衡关系,建立了基于轴承内部载荷-变形协调条件的滚动轴承-转子系统耦合动力学模型。以单转子系统中的对称布置的一对276927NK1W1(H)型角接触球轴承为例,分析了滚动轴承运转过程中转子耦合效应对其振动的影响以及轴承工况对耦合的影响规律。分析结果可为轴承失效分析提供更准确的参考依据。     

转子-轴承系统动态特性与轴承磨损演化研究

以角接触球轴承支承的转子-轴承系统为研究对象,应用拉格朗日方程,推导建立了转子-轴承系统动力学模型,基于Archard模型,建立了包含润滑影响的轴承磨损深度计算模型,磨损深度以轴承游隙的形式引入到系统动力学模型中。分析了转子转速、轴承预紧和转盘位置等参数影响下,转子系统的动态特性与轴承磨损的演化规律。结果表明,轴承磨损对转子动态特性的影响与转子转速和轴承预紧密切相关;转盘位置的改变没有导致转子动态特性随轴承磨损深度的显著变化;转子转速显著影响轴承的磨损,轴承预紧对轴承磨损影响较小,转盘位置变化引起各轴承磨损深度的微弱差异。     

基于显式有限元的转子不平衡与轴承故障耦合分析

为分析转子不平衡与轴承故障耦合振动特征及产生机理,在对转子不平衡与轴承故障耦合状态下受力分析的基础上,基于虚位移原理的增广拉格朗日法建立轴承运动控制方程,运用LS-DYNA建立转子-轴承系统二维显式动力学有限元模型,分析了故障耦合状态下轴承振动加速度、转子轴心运动轨迹,探明了转子不平衡-轴承缺陷耦合故障冲击响应特征及转...     

转子轴承失效分析

对转子轴承的受力情况进行了分析,指出了转子轴承非正常失效的原因。最后,从理论和实用角度提出了消除轴承附加反力的措施,对机械传动中轴承的设计和轴系的安装、调试具有一定的指导作用。     

高压转子支承刚度计算

通过分析球轴承的负荷在滚动体之间的分配,得到了高压转子球轴承在运行过程中两个极限位置时的刚度,考虑了游隙对轴承刚度的影响,为研究转子系统振动性能提供了参考。     

磁悬浮飞轮转子优化设计与实验

以一种额定转速为5000r/min,额定角动量为50Nms的磁悬浮飞轮转子系统为对象,对混合离散变量非线性优化问题进行了研究。建立了飞轮转子的优化模型,并改进了传统的优化设计方法。采用针对离散变量的全域遍数法,嵌套连续变量的序列二次规划法,对转子系统进行优化设计。在此基础上,考虑转子质心与磁轴承几何中心距离,对转子进行二次优化。结果显示,轮辐为5根时,转子质量达到全域最小,约为7.25kg。根据优化结果研制了一台磁悬浮飞轮,并对优化模型的谐响应分析结果进行实验验证,两者最大误差为2.2%。     

永磁卸荷转杯轴承性能分析

提出了利用永磁卸荷原理,对纺纱转杯轴承结构进行改进,进而改善其载荷分布,提高纺纱转杯轴承的转速和使用寿命。在理论上验证了卸荷转杯轴承的寿命要远大于常规转杯轴承,并且在此基础上模拟实际工况建立试验台,进行温度测量,对数据进行分析并验证了永磁卸荷提高转杯轴承寿命和转速的可行性。     

基于形状记忆合金的转子系统振动控制

利用反共振控制原理 ,提出了基于形状记忆合金 (Shape Memory Alloy— SMA)的转子系统振动的反共振控制策略 ,其主要思路是将 SMA弹簧并联形成转子轴承的支撑部分 ,并通过 SMA弹簧刚度变化改变转子轴承刚度 ,从而使转子处于反共振状态 ,达到振动控制的目的。最后通过数值仿真初步验证了方法的有效性     

静压阻尼器-轴承-转子系统的动力学研究

用有限差分法计算静压型挤压油膜阻尼器的刚度、阻尼系数,在状态空间中建立静压阻尼器轴承转子系统的运动方程,通过不平衡响应及特征值计算,分析系统的过临界振动特性及稳定性裕度;针对实际系统,计算、分析了静压阻尼器的参数对系统动力性能的影响,以系统综合动力性能为目标对系统进行了优化。给出的系统动力学分析计算方法及性能分析结果可用于工程实际。     

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。     

基于Lab VIEW的轴承转子实时测控系统研究

主要探讨如何在以Windows为操作系统的PC机上开发和实现现场实时测控系统。整个系统开发分为两个部分,即PC机上的测控软件开发和硬件配置。详细讨论这两部分的设计方法和流程,并针对轴承转子试验系统给出开发实例。     

磁悬浮卸荷转杯轴承的研发

提出了利用磁悬浮原理,采用永磁材料组成特殊磁路,对纺纱转杯轴承进行卸荷,改善纺纱转杯轴承的载荷,提高纺纱转杯轴承的转速和使用寿命。在分析了转杯轴承的结构特点的基础上,确定了卸荷方案,并且对磁路设计、磁场计算、磁性材料的选择、关键技术工艺等方面进行了研究。最后给出了实际的设计方案。     

磁轴承激励下转子系统动力学特性

为分析磁轴承激励下转子系统的振动机理,应用一维有限元方法建立了双盘转子系统动力学特性计算模型,研究了不同类型磁轴承激励下转子系统的动力学行为.研究结果表明:同向旋转的扫频激励力激发了转子系统的正进动模态,而反向旋转的扫频激励力激发了转子系统的反进动模态,两种情况下转子系统均以圆轨迹进动;由于单向简谐激励力可以分解为同向...