转子-轴承系统的润滑与碰摩特性分析

在同时考虑轴承油膜力、非线性密封力对碰摩转子影响的基础上,建立了多因素耦合的碰摩转子系统动力学模型.对转子系统在运行过程中的非线性碰摩行为进行了数值仿真,发现随着转子激励频率的增加,系统响应呈现出周期运动和拟周期运动交替出现,最后到达混沌运动及其演变过程.     

不对称裂纹轴承转子系统的非线性动力学

转子出现裂纹时,切向刚度的变化对动力学响应有非常大的影响,为探明振动响应的改变规律,研究油膜力作用下不对称裂纹轴承转子系统的动力学行为.首先建立系统的动力学模型,其次采用数值积分法求解系统的非线性振动响应,综合利用分岔图、Pioncare截面图、时间响应图分析裂纹角和裂纹深度对系统运动状态的影响.研究表明:在亚临界转速区域内,裂纹角和裂纹深度对系统的振动响应影响不大;在超临界转速区域,裂纹疲劳损伤对系统的非线性响应影响较大,低周期、高周期、拟周期以及混沌振动响应交替出现.     

基于ANSYS的转子系统静子碰摩特性分析

针对某旋转机械试验台静子机架的结构特点运用ANSYS软件建立了有限元模型,对机架进行了模态分析、谐响应分析和瞬态动力学分析.模态分析计算出了机架前100阶模态的固有频率和振型,谐响应分析确定了机架承受随时间按简谐规律变化的载荷时的稳态响应,瞬态动力学分析对转子系统机架发生动静碰摩时机架的振动特征和分布规律进行了分析计算,而且进一步研究了转子质量不平衡与碰摩同时存在时机架的振动特性.     

呼吸式裂纹转子系统非线性动力学特性分析

综合考虑磨损故障和裂纹故障等因素,建立含故障的两端刚性支撑的呼吸式裂纹转子模型,并运用四阶变步长Runge-Kutta法对含碰摩的呼吸式裂纹转子模型的动力学方程进行数值求解.得到了呼吸式裂纹转子系统在碰磨故障存在的情况下,不同裂纹角对应的分岔图,相图,Poincaré截面投影图,直观显示呼吸式裂纹转子系统的动力学行为.研究结果表明,随着无量纲频率的减小,系统通常经周期倍化分岔序列进入混沌,并且呼吸式裂纹的裂纹角越大,系统碰摩越严重.     

航空发动机转子碰摩故障瞬时频率诊断方法

分析了航空发动机转子碰摩故障振动信号的基本特征, 提出了故障信号瞬时频率诊断方法。运用解析小波将故障信号变换到小波域, 利用小波系数的振幅和相位信息综合确定瞬时频率, 根据瞬时频率的特征诊断故障, 并对比了故障信号瞬时频率诊断方法与窗口Fourier变换方法故障诊断结果。数值分析结果表明: 利用瞬时频率诊断方法提取碰摩信号的瞬时频率比利用窗口Fourier变换得到的结果更精细, 并可获得用短时Fourier变换无法得到的一些瞬时频率曲线。     

考虑油膜力-碰摩力耦合的双盘转子系统动力学行为

考虑非线性油膜力-碰摩力耦合的双盘转子-轴承系统动力学模型.采用四阶Runge-Kutta法对该系统进行数值求解,结合相图、poincaré映射图、分岔图、最大碰摩力图,着重分析了转速和润滑油粘度的变化对系统响应及稳定性的影响.结果表明:不同转速下系统会出现多周期、概周期、混沌等复杂动力学行为.在低转速下,系统经历Hopf分岔进入概周期运动;中速阶段,系统会产生阵发性混沌运动,并历经逆倍周期分岔及Neimark-Sacker分岔进入概周期运动.润滑油粘度的增大,能够提高系统的稳定性,降低转子与定子间的最大碰摩力,使阵发性混沌区域逐渐后移且缩小.     

数控磁悬浮智能转子系统的研究

探讨了利用磁悬浮技术支承转子,对高速精密转子进行智能控制;论述了磁悬浮转子系统智能控制所具有的特点;提出了采用离线选择、在线调节式的专家控制器结构。     

磁悬浮柔性转子系统解耦控制仿真

目前磁悬浮转子系统的解耦控制研究主要基于刚性转子系统,但在高转速、高支撑刚度下,转子的弹性模态不能忽视.针对磁悬浮柔性转子的解耦控制问题,首先,建立柔性转子模型,采用模态截断法进行简化,通过状态反馈解耦得到解耦系统;然后,基于解耦系统设计了内模控制器,针对状态变量不易通过传感器获取的特点设计状态观测器;最后,仿真分析系统的解耦效果.仿真结果表明：未解耦系统的位移响应中含有与系统固有频率相关的多个频率成分,而解耦后系统的位移响应仅含激励同频成分;同一坐标平面内的机械耦合由10^-5m数量级减小到10^-6m数量级,由陀螺效应引起的两径向方向间的耦合由10^-6m数量级减小到10^-19m数量级,机械耦合和陀螺效应耦合均得到了有效控制;稳定悬浮时轴心到参考点距离的标准差由6.52×10^-9m减小到6.38×10^-12m,解耦后系统的运行波动更小;转子升速时和受到噪声干扰时系统响应不再受到固有频率影响,始终保持平稳;采用状态反馈解耦对不同的控制方法同样有效.     

航空发动机转子碰摩故障信号广义S变换方法

为了有效提取航空发动机转子碰摩故障信号, 提高碰摩故障诊断的准确性, 采用广义S变换方法, 把碰摩信号变换到相空间中, 在相空间检测和提取故障特征, 并与连续小波变换的结果进行了比较。变换分析结果表明: 在广义S变换域可以更清楚地反映出信号的时频局域化特性和奇异点位置, 易于检测出碰摩点的位置, 广义S变换有较好的抗干扰能力, 在变换域易于信号与噪声的分离。     

转子-轴承-密封系统的多因素动力行为研究

建立了转子-轴承-密封动力学模型,通过数值积分模拟方法,研究了轴系对中偏心、轴承支承润滑特性、密封力等动态因素对系统振动的影响,其运动行为和各因素对系统运动稳定性的影响,得出了各种因素与系统运动行为之间的相互关系.     

质量偏心对裂纹转子系统振动特性的影响研究

将叶轮转子系统简化为Jeffcott转子,在非线性油膜力和流体激振力作用下建立了带有裂纹的转子系统的动力学模型,并推导了系统的无量纲运动方程.运用数值积分法研究了系统响应的分岔特性,分析了质量偏心对裂纹转子分岔特性的影响.结果表明:质量偏心越大,对裂纹转子系统响应的影响也越大.     

多模态智能控制在磁悬浮轴承系统中的应用

针对强耦合多变量非线性的磁悬浮轴承控制系统,提出了多模态智能控制算法,根据控制器的输入信号的大小、方向及其变化趋势等特征,采用不同的控制策略及相应的控制模式,提高了系统的稳定性.实验结果表明:在动态性能和控制精度等方面,多模态智能控制的效果均优于增量式PID的控制效果.     

水轮发电机组轴系松动-碰摩耦合故障的动态响应

为研究非线性因素引起水轮发电机组轴承松动和转子碰摩故障,考虑定子与基础间的连接刚度和阻尼,建立了轴承松动与转子碰摩耦合故障下,具有6自由度的水轮发电机组轴系动力学模型.通过分岔图、Poincaré映射图和幅值谱图,分析了机组轴系随转频比和转子质量偏心变化的非线性动态响应.研究表明:机组转子和松动轴承有周期1运动、周期3运动及复杂的拟周期运动;在1/3倍频处存在幅值较大的低频谐波分量;随着转子质量偏心的增大,转子与定子间发生碰摩的区域不断增大,其动力学响应趋于复杂.     

转子系统参数对碰摩转速的影响

通过对单盘转子系统碰摩运动规律的理论分析和仿真，得出了转子临界碰摩转速的解析表达式，并分析了阻尼、偏心距和间隙对转子临界碰摩转速的影响．当转予的偏心距与间隙的比值大于1时，碰摩临界转速随偏心距的增大或间隙的减小而降低，随阻尼增大而提高．当转子的偏心距与间隙的比值小于1时，碰摩转速先随该比值增大而提高，当达到最大值后又减小，随阻尼增大而降低．     

偏载下水润滑尾轴承分布式动力学特性

为了揭示偏载作用下大长径比水润滑尾轴承的流体动力学行为, 提出了分布式动力学特性参数测试方法; 在船舶大型推进轴系模拟试验台上, 以直径为324 mm、长度为1 200 mm的大尺寸水润滑尾轴承为试验对象, 在轴承上、沿轴线方向选取3个截面, 每个截面布置相互垂直的2个电涡流传感器, 以获取轴心轨迹; 在转轴上、沿轴线方向选取4个截面, 每个截面各布置1个微型压力传感器, 并随轴一起旋转, 采用无线遥测技术获取4个截面的全周水膜压力分布; 通过改变相邻轴承的标高来调整转轴倾斜程度, 研究了转速和标高对试验轴承水膜压力分布和轴颈运行状态的影响规律。研究结果表明: 偏载导致离悬臂端最近的截面压力测试值明显大于其他截面, 最大值约为3.6 MPa; 轴承的润滑状态沿轴向呈现分区特性, 越靠近悬臂端, 弹流润滑特征越明显, 且不同的轴承分段需要不同的速度来产生动压水膜; 离悬臂端最近的截面压力曲线顶部的“水囊”随转速升高而出现, 但在220 r·min^-1时变得不明显, 各截面压力分布出现明显的负压现象; 轴颈在轴承孔中的空间形态较复杂, 在轴承两侧严重下弯, 在中部拱起, 并且不同轴承截面的偏位角不同, 离悬臂端越远, 轴心轨迹面积越大。可见, 与具有单一润滑状态和直线轴颈的滑动轴承相比, 偏载下大长径比水润滑尾轴承的流体动力学模型应考虑轴向润滑状态分区、弯曲轴颈和负压等因素。     

具有油膜轴承的柔性转子系统振动主动控制

利用油膜力近似公式,讨论了短油膜轴承支撑的转子在不平衡力作用下的非线性动力学特性,对短油膜轴承支撑的转子系统进行了不平衡力作用下油膜振荡的非线性分析.结果表明该系统产生了周期性倍分岔.应用鲁棒H∞控制理论对柔性转子-轴承系统振动主动控制进行了数值分析,为该类转子-轴承系统的设计提供了理论参考.     

飞行器内等速初始弯曲转子动力学特性的研究

研究了飞行器内等速运行的初始弯曲转子的动力学特性,分析了飞行器机动飞行对转子系统振动响应的影响．数值研究结果表明：飞行器俯仰角的变化使重力影响发生了变化,加上飞行器本身的机动飞行影响,转子的动力学特性与地面转子系统的特性有很大的不同．在飞行器加速初期,无论是在垂直方向单独加速或在水平、垂直两方向同时加速,转子振幅都会大幅上升,然后减小．在振幅减小的过程中会出现振幅先下降再上升的局部波谷现象．     

含有碰摩故障的双盘转子系统非线性行为

在考虑转子重力、碰摩力的基础上,建立含有碰摩故障的双盘转子系统的动力学模型,推导其运动微分方程.引入变步长四阶龙格-库塔法进行数值求解,获得系统的分岔图、轴心轨迹图和Poincaré截面映射图,进而揭示系统的分岔特性和通向混沌的途径.     

一种轴承转子系统振动故障检测装置设计

本文以轴承转子系统为研究对象,介绍了目前常见的轴承转子系统故障检测的缺点或不足.针对这些缺点或不足,从轴承转子系统故障检测要求出发,利用CAD制图软件为平台设计出一种轴承转子系统振动故障检测装置,并介绍了其工作原理和主要组成零部件.最后从技术、结构、操作性等方面对轴承转子系统振动故障检测装置进行可行性分析.结果表明,该...