转子动态过程弯扭耦合振动的仿真和实验

利用弯扭耦合振动微分方程,仿真研究了弯曲振动与扭转振动的相互影响。研究结 果表明,轴系上的不平衡使得弯曲振动和扭转振动之间产生耦合,导致轴系上发生扭转振动。 当轴系上发生扭矩冲击时,将发生频率为固有频率的扭转振动,弯振的振幅稍有增大。实验 研究证实了仿真研究的结果。仿真研究表明,当轴系转速在弯扭耦合区而没有发生弯扭耦合 时,扭矩冲击可能会导致转子发生较大的弯曲振动和扭转振动。     

大型透平压缩机机组扭振分析方法及数值比较

大型透平压缩机组的转子系统是齿轮耦合轴系,工程上常用折合法或扭转耦合对这类机组进行扭振分析.通过数值计算将这两种方法与弯扭耦合计算方法进行了比较与分析,结果表明,目前工程中广泛使用的折合法或扭转耦合算法不能完全反映该类机组的扭转动力学特性,存在缺陷.为了使机组避免一切有害的扭转振动,在进行机组扭振分析时,必须考虑机组转子横向振动对扭转振动的影响,应用弯扭耦合振动理论进行系统分析.     

汽轮发电机组轴系弯曲和扭转振动的耦合作用

提出了汽轮发电机组轴系弯曲和扭转振动耦合问题。针对具有集中参数的简化轴系模型，建立了考虑弯曲和扭转耦合效应的振动方程，初步阐述了弯扭耦合的作用机理，论证了机组轴系耦合作用的存在性，给出了数值例证     

弯扭耦合振动模型及重力影响因素初探

为了了解轴系的弯曲振动和扭转振动之间可能会产生的相互激励问题,导出了集中质量的轴系弯扭耦合振动的微分方程。由微分方程可知,弯曲振动之间的耦合因素是十分复杂的。为了逐步弄清弯曲和扭转振动之间发生耦合的条件,选择“重力”这一最简单的耦合因素进行分析,并得出了一些初步的结论。     

不平衡转子弯扭耦合外激励振动特性

以两端刚性支承垂直安装转子为研究对象,推导了不平衡转子弯扭耦合振动微分方程,对该非线性微分方程进行了理论定性分析,解出了弯曲、扭转振动响应所包含的频率成分,并对不平衡转子弯振和扭振特性进行了数值仿真:转子在角频率为ω1的外部激励作用下,通过弯扭耦合主要激发出频率为|ω-ω1|的扭振,当转子有角频率为ωt1的外扭矩作用时,将主要激励产生|ω±ωt1|频率的弯振.仿真计算结果与理论分析是一致的,分析结果为立式转子弯扭耦合共振故障诊断提供了理论依据.     

齿轮-轴系耦合系统振动特性有限元分析

以某机组齿轮传动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了某齿轮传动 系统的齿轮-轴系耦合系统振动有限元模型。分别对该系统未耦合齿轮转子系统和齿轮-轴系耦合系统进行了弯 曲模态和弯扭耦合模态进行了对比分析,分析了啮合刚度对耦合转子临界转速的影响。在此基础上,对未耦合和耦 合齿轮系统进行了不平衡响应研究。研究结果为齿轮-轴系耦合系统的动力学设计提供了一定的理论参考。     

基于Hilbert变换的轴系扭振信号分析

扭转振动是轴系常见的振动形式之一,扭转振动将引起轴系材料的疲劳积累,最终导致轴系破损事故,所以扭振的测量非常重要.应用高精度光电编码器测取扭振信号,当扭振发生时,编码器输出的脉冲信号产生疏密变化,扭振信号对编码器输出的脉冲信号进行频率调制.用希尔伯特变换对调制信号进行解调,直观地得到了整个扭振信号的角位移与角速度波形.对调制信号进行了频谱分析,得出扭振频率与激励信号的频率相一致.研究结果为以后将轴系扭振信号用于回转系统状态监测与故障诊断提供了依据.     

齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动的新模型

本文指出目前文献中齿轮－转子－轴承系统弯扭耦合振动数学模型的不足，通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对动态啮合力的影响，建立了新的弯扭耦合模型，在此基础上给出了系统弯扭耦合振动的振动方程组，更全面地描述了系统的振动特性。     

齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动的新模型

本文指出了目前文献中齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动数学模型的不足，通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对动态啮合力的影响，建立了新的弯扭耦合模型，在此基础上给出了系统弯扭耦合振动的振动方程组，更全面地描述了系统的振动特性。     

大型船舶轴系纵扭耦合振动理论与试验研究

系统阐述了大型船舶柴油机推进轴系振动的特点和规律．在此基础上建立了轴系纵扭耦舍振动的系统矩阵理论计算模型。在耦合效应的考虑上,柴油机曲轴计入其当量耦合刚度：而螺旋浆则用当量加速度耦合系数和当量速度耦合系数描述。通过对实船轴系纵扭耦合振动的理论计算和试验分析．对耦合振动的一般规律进行了系统的研究。     

船舶推进轴系扭转振动应用软件开发研究

建立了船舶推进轴系扭转振动计算模型，利用Matrix VB直接进行解析法计算，并开发了相应的计算软件，软件测试结果表明，计算方法正确，方法稳定可靠，算法设计优化，所开发的应用软件具有界面友好，功能完善，计算速度快，系统资源消耗少，操作简便易行，通用性好等特点，能满足船舶系扭转振动计算的要求。对船舶轴系设计计算、校核计算、事故分析，提高船舶系设计的效率以及船舶运行的安全性有实际指导意义和广阔的应用前景。     

轴承刚度对船舶轴系振动特性的影响研究

针对某船舶轴系进行了三维几何建模,对不同位置、不同刚度的轴承条件下的轴系周有振动特性进行了分析,得到了不同位置不同刚度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响。计算结果表明,不同位置轴承刚度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同。在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中刚度要发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化。其它位置处的径向轴承由于刚度相对较大,而且刚度不易发生变化,因此对船舶轴系的振动特性影响较小。而推力轴承刚度的变化影响只影响轴系的高频振动,对船舶轴系最关注的低频振动来说,影响可以不计。     

船用膜片联轴器弯曲刚度计算

膜片联轴器的弯曲刚度对船舶推进轴系振动计算结果影响很大，而且也是计算中所必须的数据．但是生产厂商往往只提供其相关的几何参数。为方便轴系振动计算和提高其计算结果的准确度，针对实际中常见的六孔圆环形膜片，运用薄板弯曲理论分析膜片联轴器弯曲刚度计算方法，并且在此基础上用有限元软件ANSYS和数学分析软件Matlab进行实例分析计算，求出其弯曲刚度。提供了进行膜片联轴器弯曲刚度有关分析计算的基本方法。     

内燃机轴系扭振响应的优化设计

提出一种用于内燃机轴系扭振减振器的优化设计数学方法，并运用传递矩阵与最优化技术相结合方法对G6135柴油机轴系扭振减振器进行了优化计算。该方法能明显地改善轴系的扭振特性，可用于多种内燃机减振器的优化设计工作。     

内燃机复杂轴系扭振计算的动态子结构法

本文给出了一种改进的动态子结构法,并用该方法分析内燃机复杂轴系扭转振动问题.实例计算表明,该方法能有效地压缩分析规模,节约运算时间,是分析复杂轴系扭转振动问题的有效方法.     

某直升机旋翼动平衡试验台主轴动态分析

利用大型商用有限元软件ANSYS,对直升机旋翼试验台主轴系进行动态分析.首先通过简化各种轴系元件,对主轴系进行几何建模.对轴系本体采用3维BEAM188梁单元模拟,对弹性支承的轴承部分采用COMBINE14弹簧单元进行模拟,对旋翼桨和联轴器部分采用MASS21质量单元模拟.然后确定轴系计算的边界条件,进行模态分析,得到轴系振动的各阶固有频率和固有振型.通过谐响应分析,得到轴系在激振力下的位移和应力响应.通过实际试验台主轴的计算分析,说明该方法符合工程实际.     

船舶轴系横向振动的模拟实验与分析

在船舶轴系试验台上对两种轴系布置方案进行了轴系横向振动实验.自由振动的实验与分析表明尾轴填料函有一定支撑作用,对轴系的横向振动有影响.受迫振动的实验指出:除“螺旋浆叶频”外还有另外的共振转速.对轴心轨迹的研究表明:由于轴承的支撑刚度是各向异性的,存在多个一阶共振转速.由功率谱阵图可获得轴系的“基频”等有用信息.     

直驱气浮平台工作模态的分析方法及实验验证

直驱气浮平台是集气浮支承、伺服驱动及机械结构为一体的精密运动系统,它具有较复杂的振动性能,一般通过模态分析得到机械结构的振动性能,但在工程应用中,我们更需要获得驱动作用下平台工作时的振动性能。为简单、快捷、准确地分析平台工作状态的振动性能,本文提出一种机电耦合的振动分析方法,即将驱动系统的伺服特性和气浮支承的气膜特性均等效成弹簧阻尼单元,建立机电耦合仿真模型,基于该模型分析得到平台工作状态下的振动模态。为验证该方法,采用LMS模态测试仪对平台进行模态测试,试验结果同仿真结果较一致,基于此方法分析计算得到的振动模态最大偏差为8.16%;模态实验表明所提出的机电耦合模态分析方法可以准确地分析平台工作状态的振动特性。     

Dynamic Shafting Alignment Algorithms Considering Sensitivity Analysis and Its Application

A method for dynamic alignment calculation of a large turbogenerator shafting is proposed. The method can analyze bearing load and bearing load sensitivity. Shafting alignment is made up of two parts:static alignment and dynamic alignment. Static alignment forms the basis of dynamic alignment, its mathematical model is deduced by transfer matrix method, the shafting static characteristic parameters under specific alignment installation requirements were obtained afterwards. Based on superposition method, bearing sensitivity analysis is performed to find the impact of slight bearing elevation change of the static alignment result. Above static alignment, dynamic shafting alignment considers the internal geometry of bearing under rotating state, static Reynolds equation is solved by the finite difference method and the relative position relationship of the center of journal and bearing are obtained. For static characteristic parameters calculated by static alignment and bearing sensitivity analysis, the calculation accuracy is verified by finite element software. The alignment model and codes in this paper can be a tool for the installation and safety analysis of large-scale shafting with three-point or four-point supports.     

舰船推进轴系物理参数的识别

本文给出了识别推进轴系支撑结构物理参数的模型和方法.利用轴系横向强迫振动的位移响应信号,借助于此模型和方法,对舰船柴油机轴系实验台的推进轴系的支撑刚度进行了识别和仿真,获得了良好的结果.