不对中转子系统振动特征分析与诊断

根据大型机组转子系统不对中的受力特点和运动特征，通过对故障信号图谱的实例分析，提出了利用全息谱技术诊断转子系统不对中故障的过程和方法。     

平行不对中转子系统的电机电流特性

为通过监测电机电流信号以实现对转子系统故障的识别与诊断,考虑圆盘不平衡因素,建立平行不对中转子系统动力学模型,然后应用拉格朗日方程,推导出转子系统运动微分方程,并以电机的电磁扭矩为纽带,在MATLAB/Simulink环境下建立三相异步电动机—转子系统机电耦合模型,最后应用傅里叶变换对电流信号进行频谱分析,研究平行不对中故障激励下电机电流信号的耦合特性。仿真结果表明:不平行故障会使电流信号激发出的边频分量,随着不平衡量的增大,还会激发出的边频分量;考虑质量偏心,电流信号还会激发出的边频分量,但当时,的边频分量会被淹没,反之,该边频分量则比较明显。     

转角不对中转子系统的电机电流特性

为了通过监测电机电流以实现转子系统故障的识别与诊断,建立偏角不对中转子系统动力学模型,推导出转子系统的转角不对中力矩,并以电机的电磁扭矩为纽带,在MATLAB/Simulink环境下建立三相异步电动机—转子系统机电耦合仿真模型,应用傅里叶变换对定子电流信号进行频谱分析,研究偏角不对中故障激励下电机电流信号的耦合特性。仿真结果表明:正常状态下,电流信号会产生工频分量和奇数次倍频的谐波分量。当转子系统存在转角不对中故障时,三次谐波分量会出现明显的增强,而且其峰值会随着转角不对中量的增加而变大。     

平行不对中转子系统的非线性动力学行为

在几个基本假设如刚性转子、轴承各向同性等条件下,考虑转子的不对中和圆盘的不平衡等因素后,建立平行不对中转子系统的动力学模型。首先通过一个坐标变换消除不对中转子间的约束关系,然后根据Lagrange方程推导系统的运动微分方程,分析表明不对中转子系统是一个具有自激振动特征的强非线性系统。最后采用Runge-Kutta法进行数值积分,分析不对中转子系统的非线性动力学行为。数值结果发现,当系统参数变化时,转子系统的轴心轨迹时而表现为周期运动,时而又呈现出准周期特性。当系统作准周期运动时,转子的稳态横向振动中明显存在着多个频率成分,其中包含转子转速的同频以及多种组合频率。     

齿轮联轴器不对中转子系统的稳态振动特征分析

对不对中齿轮联轴器连接的轴承－转子系统进行了动力学分析，讨论了齿轮联轴器不对中力的组成。理论分析表明，齿轮联轴器的不对中而产生的作用力是联轴器内齿套的惯性力和联轴器内阻尼共同作用的结果，转子系统的稳态响应振幅与齿轮联轴器的不对中量、内阻尼、转子的转速和齿轮联轴器的结构参数有关。数值模拟结果显示在弯曲振动中转子系统会产生工频的2，4，6，8，…等偶数倍频分量，而在扭转振动中会产生工频的1，3，5，7，…等奇数倍频分量，并且这些倍频分量在齿轮联轴器附近处表现得非常明显。     

ZJP56型组合绳锯组锯机超谐共振分析

为探究组合绳锯组锯机系统的超谐共振分析,以ZJP56型组合绳锯组锯机为研究对象,将组合绳锯组锯机划分为电机单元和串珠绳单元,应用有限元法建立组合绳锯组锯机动力学模型,在此动力学模型基础上,采用多尺度法对组合绳锯组锯机整机进行超谐共振分析,并得出组合绳锯组锯机在发生超谐共振下的一次近似解,从而得出组合绳锯组锯机的超谐共振机理,为组合绳锯组锯机的结构性能设计提供理论支持。     

动态轧制力下冷连轧机超亚谐共振特性分析

在考虑动态轧制力的基础之上,同时结合影响冷连轧机振动的机械结构、辊系间的非线性刚度以及周期性外激力等因素,建立了动态轧制力下的四辊冷连轧机非线性振动动力学模型。运用多尺度法求解得到了冷连轧机系统的3次超谐共振和1/3亚谐共振幅频特性方程,仿真分析了不同参数变化下系统的共振特性。发现外激力对超亚谐共振的影响均较微弱,可见轧制力的动态变化部分对系统所受外力有极好的调节作用。增大系统阻尼可以有效减小振幅和缩小共振区域,而非线性刚度对超谐和亚谐振动的影响比较剧烈,易造成系统出现失稳现象,因此需要选择适当的参数区间,使轧机得以平稳运行。     

温度场中输电线在谐扰力作用下的3次超谐共振

研究输电线在温度场中谐扰力作用下的3次超谐共振问题,应用动力学方法建立温度场中受谐扰力作用输电线的非线性振动.根据非线性振动的多尺度解法,得到系统满足3次超谐共振情况的近似解,并对其进行数值计算.分析温差变化、外部激励、谐调值、阻尼等对系统的影响.得到系统失稳的临界温度,指出幅频响应曲线存在跳跃现象.     

混流式水轮发电机组主轴系统次谐共振分析

以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,用有限单元法建立系统的非线性全局耦合动态方程,并在此动态方程的基础上分析系统在水流激励和自激惯性力作用下的次谐共振特性,揭示了次谐共振特性与系统的水力参数的关系.最后通过一实例进行了仿真分析得到了系统的次谐共振特性.     

电阻电感非线性RLC电路弹簧耦合系统3次超谐共振

研究电阻和电感非线性RLC(resistance-inductance-capacitance)电路弹簧耦合系统的非线性振动,应用拉格朗日-麦克斯韦方程,建立受简谐激励的具有电阻和电感非线性RLC电路弹簧耦合系统的数学模型.根据非线性振动的多尺度法,得到系统满足3次超谐共振条件的一次近似解以及对应的定常解.对其进行数值计算,分析系统不同参数对响应曲线的影响.增大激励电压、极板面积和非线性电阻系数,响应曲线振幅和共振区变大.增大极板间距、线性电感系数和线性电阻系数,响应曲线振幅和共振区变小.系统的固有频率随极板间距增大而增大,随极板面积和线性电感系数的增大而减小.     

密频内共振对1／2亚谐共振的抑制作用

本文通过两自由度密频近线性系统１／２亚谐共振的分析，揭示出由于密频内共振的作用，发生１／２亚谐共振时，其自由振动项幅度受到有效的抑制。通过定常响应（非平凡解）的稳定性分析，可以看出定常响应的参数稳定区域受密频内共振的影响而呈现较复杂的情况。     

皮带驱动机构的1/3次亚谐共振分析

应用拉格朗日方程,得到皮带驱动机构的非线性振动微分方程,根据非线性振动的多尺度解法,得到系统满足1/3次亚谐共振情况的一次近似解以及对应的定常解,并对其进行数值计算,分析带的长度和横截面积、外激力、谐调值、系统阻尼等对系统的影响,揭示一些新的动力学现象.     

谐响应分析对预防设备共振发生的研究

共振的发生对设备的损害非常大,并且不容易处理解决,只有在前期设计阶段,就运用谐响应分析等各种现代化分析手段来研判发生共振的各种可能性,进而从根本上预防共振的发生。     

基于谐响应分析的叶片裂纹故障诊断方法

在ANSYS中建立了裂纹叶片动力学分析的有限元模型,分别对裂纹叶片进行模态分析和谐响应分析,结果表明在静态下裂纹对固有频率的影响很大,在旋转状态下裂纹对固有频率影响有限,但会使谐响应幅值发生明显变化,基于这一特点,初步构建了叶片裂纹故障诊断算法结构,可为叶片裂纹在线监测与诊断提供依据。     

膜片联轴器耦合的不对中转子-轴承系统的不平衡响应分析

转子系统的不平衡是旋转机械最为常见的故障之一，它影响转子系统的振动品质。考虑了转子系统不平衡力的作用，建立了膜片联轴器耦合的转子-轴承系统的运动微分方程；并以膜片联轴器耦合的双跨转子-轴承系统为研究对象，分析了不对中状态下转子系统的不平衡稳态响应，重点讨论了两跨转子各结点之间的振幅差异，结果表明膜片联轴器具有显著的隔振效果。     

基于子系统的非线性时变系统辨识方法

针对非线性时变系统提出一种基于子系统的辨识方法,用于时变多自由度（multiple degree-of-freedom,简称MDOF）系统中非线性的定位和估计,并且无需关于系统的先验知识。所提出的新方法提供一个连续时间模型,MDOF系统按照自由度被分解为不同的子系统。设计正交化算法和误差减小率（error reduction ratio, 简称ERR）,可以确定子系统中质量和自由度之间的线性及非线性连接的所有信息。在辨识过程中,时变参数的时间表达式可以由新方法准确给出。用一个3自由度（degree-of-freedom, 简称DOF）集中质量系统和一个机械臂结构的辨识过程为例,对所提出的方法进行验证。由于简单性及高效性,此方法将在实际工程中取得广泛的应用。     

提高子系统激励源区分度的超阶分析技术

提高子系统激励源的区分度对准确识别出主振动源有重要意义,而去趋势波动分析法(DFA)被认为是一种有效的方法。为更准确地提高子系统激励源的区分度,本文将DFA法与极值增量序列结合,提出了超阶分析新方法。首先建立了两相关子系统输入单输出系统模型,然后介绍了DFA法和超阶分析法的相关理论,接着分别用这两个方法分析了实验所得的相关信号的区分度,最后将所得的差异指数进行比较。结果表明,对于完全相关信号,超阶分析方法所得的差异指数远远小于DFA得到的,准确识别出信号差异仅为0.08%;对于部分相关信号,超阶分析法所得的差异指数比DFA得到的大了36.5%,更能提高相关信号的区分度,从而验证了超阶分析方法是一种区分相关子系统激励源的优秀方法。     

Winkler地基上四边自由矩形薄板的亚谐共振与奇异性分析

研究Winkler地基上四边自由矩形薄板的亚谐共振问题.按照弹性力学理论建立Winkler地基上四边自由受简谐激励作用矩形薄板的动力学方程.利用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程.应用非线性振动的多尺度法求得系统满足1/3次亚谐共振情况时的一次近似解,并进行数值计算.分析激励、阻尼等对系统响应曲线的影响.应用奇异性理论对1/3次亚谐共振幅频响应方程进行奇异性分析,得到选取不同分岔参数时开折参数平面的转迁集和分岔图.     

螺纹联轴器-转子系统的不对中角度慢变和突变研究

在常见工程中,将柔性联轴器处理为线性阻尼和线性刚度,结果偏差较大.通过分析螺纹联轴器的非线性刚度项对传递扭矩和弯矩的影响,得出其非线性项表达式.基于有限单元法建立螺纹联轴器-悬臂转子模型,分析当系统出现联轴不对中时的不对中力矩、不平衡力,并以位移为未知量,将Wilson-θ和Newton-Raphson迭代法相联合求解动力学方程,最后对不对中量随转速升高而发生的慢变和突变现象进行仿真.研究表明:随着转速的增加,系统发生不对中量的突变与慢变时,分频振动现象很明显,并且突变带来的危害比慢变大.