油膜支承转子碰摩动力学行为研究

针对多油叶轴承支承的转定子碰摩系统,建立了当轴承与定子几何不对中时,油膜力和碰摩力联合作用下的转子系统动力学模型,给出了该模型的数学求解方法,并针对具体的转子-轴承系统模型进行了数值仿真.仿真结果表明,转子在油膜力和碰摩力联合作用下,会发生复杂的动力学行为.仿真结果可有助于更好地掌握转子碰摩故障现象,对于转子碰摩故障的诊断具有指导意义.     

挤压油膜阻尼器-碰摩转子系统的非线性特性研究

本文研究了挤压油膜阻尼器(SFD)支承的单盘转子系统的碰摩特性。研究发现系统响应不再具有典型的“碰摩分叉”，系统在高转速区以拟周期的方式进入混沌而在低转速区则有多种进入混沌的通道。系统一周内的碰摩次数与系统的分叉状态无关。系统有三条通向混沌的道路：1．倍周期分叉通向混沌；2．阵发性通向混沌；3．拟周期通向混沌。     

可控挤压油膜阻尼器轴承主动鲁棒H^∞控制转子系统振动

在可控挤压油膜阻尼器轴承主动施力方案的基础上，用它产生的非线性油膜力主动逼近线性转子系统的次优Ｈ＾∞控制力，从而实现用中控挤压渍膜阻尼器轴承主动控制转子系统振动的目标。其中，线性转子系统振动的Ｈ＾∞控制是在衰减转子的不平衡响应和对系统结构参数不确定性的不敏感的情况下综合而成的。     

挤压油膜阻尼器同心度及碰摩对转子振动特性的影响

为了探明挤压油膜阻尼器存在不同心度以及碰摩故障时转子系统的振动特性,建立了带挤压油膜阻尼器的转子系统动力学模型,考虑了阻尼器不同心度以及油膜环碰摩故障等因素,并搭建实验器系统进行了实验验证。理论分析与实验结果表明,转子涡动半径越大,阻尼器的安装不同心度对转子振动影响越强;挤压油膜阻尼器不同心度越大,转子振动幅值越小,但非线性振动风险迅速增加;阻尼器偏心比过大时油膜内、外环可能发生碰摩,激起转子反进动固有频率,且振动幅值表现出剧烈波动现象。     

大型汽轮机转子碰摩振动特征分析

汽轮发电机组转动部件与静止部件的碰摩是运行中常见故障.以某发电厂的300MW汽轮机转子的碰摩故障为例,通过理论分析故障的特征,并针对具体机组提出了诊断机组动静件碰摩故障的方法.     

反向旋转双转子碰摩振动分析

建立了考虑内外转子碰摩影响的双转子系统动力学模型,推导出系统振动响应的动力学方程。利用分岔图,庞加莱截面图以及频谱图分析了双转子系统随转速变化时的振动响应和力学特性,以及系统发生碰摩时的各种非线性现象,并讨论了粘性阻尼系数、碰摩刚度系数和支撑弹簧刚度等系统参数对系统运动的影响。结果表明：随着转速的变化,系统会发生碰摩运动,导致拟周期和倍周期等复杂动力学行为出现;随着粘性阻尼系数的减小,系统行为变得复杂;碰摩刚度系数增加时,系统在碰摩时易发散失稳;在一定范围内,支撑弹簧刚度越大,系统的运动状态越稳定。     

高速转子轴承系统碰摩故障仿真研究

应用非线性动力学理论对高速碰摩转子系统模型进行了研究,得出滑动轴承支撑下的碰摩转子系统的振动特征.研究了偏心距参数对系统振动特性的影响.对建立的碰摩故障的转子系统的动力学模型应用数值积分方法进行求解,得到系统的响应,利用幅频曲线、分岔图、三维谱图研究系统响应随转速、偏心量的变化规律.为准确诊断滑动轴承支撑下的转子碰摩故障、减小系统故障发生率和提高系统动力学特性具有重要意义.     

应用变参数挤压油膜阻尼器的柔性转子振动控制

本文以具有变参数挤压油膜阻尼器(Variable Parameter Squeeze Film Damper,缩写为VPSFD)鼠笼式弹性支承的单盘转子为试验模型,研究了VPSFD参数变化对振动共振幅值的抑制作用.在稳态试验的基础上,对转子过前两阶临界转速的振动抑制进行了研究,并实施开环瞬态振动控制.研究结果表明,适时调节VPSFD的参数,可使转子系统前两阶共振幅值大为降低,使转子能平稳通过前两阶临界转速.     

松动碰摩转子轴承系统周期运动稳定性研究

根据松动碰摩耦合故障转子轴承系统的非线性动力学方程，利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶方法，对系统周期运动的稳定性及其失稳规律进行了研究，得到了系统在不平衡量-转速、碰摩间隙-转速等参数域内的分岔集。分析表明：在较大和较小的不平衡量下，系统的周期运动分别以Hopf分岔形式和倍周期分岔形式失稳；耦合故障转子轴承系统表现出与碰摩转子轴承系统相似的分岔失稳规律；随着系统动静件之间的碰摩间隙减小，系统的Hopf分岔集区间变大而且失稳转速降低。该结论可以为转子系统的故障诊断、安全稳定运行及振动控制提供理论依据。     

挤压油膜阻尼器对转子振动进行分段控制有效性的试验研究

本文从试验上研究了可调参数挤压油膜阻尼器（ＶＰＳＦＤ）对柔性转子系统振动进行分段变参控制的有效性。结果说明了利用ＶＰＳＦＤ对转子系统的振动进行分段变参控制不仅可以减小转子系统的振动，而且还能够使转子平稳地通过具有较大振动的共振区及避免出现具有极大振动的双稳态，具有良好的控制效果。     

非对称转子系统的碰摩运动研究

研究了受非稳态油膜力作用的非对称转子系统的碰摩特性。利用数值积分和Poincare映射方法对系统的碰摩运动进行数值模拟研究，得到了系统随转速变化发生碰摩的分岔特性．并与不考虑碰摩力时的分岔特性进行了比较．发现碰摩区的出现与临界转速和油膜力特性有关，揭示了碰摩对非稳态油膜力作用下的非对称转子系统特性的影响。同时可以看到。碰摩转子系统存在阵发性、拟周期和倍周期分岔三条通向混沌的道路。     

交叉刚度对转子碰摩动力学特性的影响分析

针对简化弹簧模型和非线性动态油膜力模型皆不利于交叉刚度对碰摩转子动力学影响分析的问题,建立了基于非对称直接刚度和交叉刚度的Jeffcott转子动力学模型.结合打靶法和Floquet理论研究了转子交叉耦合刚度对转子系统运动稳定性的影响规律.创新性地引入了碰摩能新参量对碰摩故障进行量化表征,在此基础上分析了不同交叉刚度...     

含碰摩故障的新型转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型

针对航空发动机整机振动,建立了一种新型转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型.该模型具有如下特点:1)考虑转子、滚动轴承及机匣之间的耦合作用;2)考虑了实际航空发动机的弹性支承及挤压油膜阻尼效应;3)将转子考虑为等截面自由欧拉梁模型,运用模态截断法进行分析;4)考虑了滚动轴承间隙、非线性赫兹接触力以及变柔性VC(Varying Compliance)振动;5)考虑了转子与机匣之间的碰摩故障.运用数值积分方法获取了系统响应,研究了航空发动机的整机振动规律.     

磁流变阻尼器控制双跨转子轴系振动研究

针对大型旋转机械通过临界转速时振动过大问题,搭建双跨转子实验台,模拟试车过程。不改变转子轴系原有支撑形式,在两根轴上分别安装一台自主设计的磁流变阻尼器,实验研究阻尼器对轴系各跨转子振动影响规律。结果表明,阻尼器可有效抑制所在轴临界转速附近的振动,而对相邻轴无影响。据实验结果提出由开关控制双跨转子轴系通过两阶临界转速过程中的振动。结果表明,开关控制可在线抑制转子轴系通过临界转速时振动,避免轴系因振动过大被迫停机。     

一种非稳态油膜力模型下转子系统的碰摩分岔分析

采用新的短轴承非稳态油膜力公式和非稳态油膜轴承－转子系统碰摩的刚性约束非光滑模型，通过数值模拟，得到了该系统随转动角频率及油膜特性参数变化发生碰摩的分岔和混沌特性，并与稳态油膜力模型进行比较，数值模拟结果表明，该系统会对临界转速附近的主共振区和超临界转速的油膜振荡区内分别存在碰摩现象，但当超临界转速足够高时碰摩会消失，此外，在高转速时增大油膜粘性可能防止碰摩产生，本文指出新的非稳态非线性油膜力模型呈现一些与以往稳态模型不同的特性，并具有工程实际意义。     

新型动静压挤压油膜阻尼器减振特征的实验研究

以小孔节流的新型动静压挤压油膜阻尼器为例，从实验上研究了ＨＳＦＤ对柔性转子系统振动的控制能力，并与传统挤压油膜阻尼器的减振特性进行了比较，结果表明了与ＳＦＤ相比，ＨＳＦＤ能够明显地改善ＳＦＤ的非线性特性，是一种具有良好减振特性的阻尼元件。     

基于预应力法的碰摩转子动态特性研究

采用预应力法及接触分析模型,研究了转子在轴承处碰摩时的动态特性,导出了转子在碰摩时横向振动的非线性方程,在Ansys平台上进行了相关的计算。     

Jeffcott转子碰摩故障试验研究

针对工种实际中遇到的机组转子摩故障开展了试验研究,通过大量的试验,观测到了工作转子速低于一阶临界转速时,转子定子局部碰摩引起的倍频振动,高于一阶临界转速时,局部碰摩引起的分频振 及某些转速内出现的异频伪共振现象,试验民其于碰摩力模型和仿真结果定性一致,试验还表明,异频伪共振是高速工作的转子发生碰摩时的主要振动成分,这一结论对诊断和抑制高速转子的异常超标振动有积极意义。     

粘滞阻尼器抑制斜齿圆柱齿轮轴系振动实验研究

设计了一种剪切型粘滞阻尼器结构,研究其对斜齿圆柱齿轮轴系的振动控制规律。对该剪切型粘滞阻尼器的结构特点和减振耗能特性进行了介绍,在此基础上,搭建了一级斜齿圆柱齿轮传动实验台,实验研究了粘滞阻尼器对斜齿圆柱齿轮轴系的减振特性。实验结果表明,在较宽的转速范围区间,粘滞阻尼器可以同时抑制斜齿圆柱齿轮轴系水平和轴向的振动,有效改善齿轮副的啮合状态,衰减其冲击振动,减小振动激励。粘滞阻尼器可以大幅抑制斜齿圆柱齿轮系统啮合频率的高次谐波成分的振动。阻尼器不同安装位置的振动数据表明,在主、从动轴上同时安装粘滞阻尼器的减振效果要优于单轴安装阻尼器,因此,在实际应用中,要尽可能将粘滞阻尼器安装于振动较大的轴系,以获得理想的减振效果。     

转子碰摩力学特征及其监控技术研究

本文通过对转子碰摩机理和力学特性的分析研究,建立了四种碰摩模型,提出了利用振动和发声信号对碰摩故障进行检测、利用模糊神经网络对碰摩故障进行诊断、利用电磁推力支承和电流变阻尼及温度自补偿对转子碰摩进行组合监控的原理和方法,并对三种防碰摩监控器的结构、原理进行了分析和讨论,为碰摩 故障检测和监控提供了一种有效方法,具有工程应用和参考价值。