轉(zhuǎn)子的碰摩是一種常見(jiàn)的故障,碰摩可能引起軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和彎扭耦合振動(dòng),彎扭耦合振動(dòng)有可能導(dǎo)致振動(dòng)響應(yīng)產(chǎn)生分岔、混沌甚至失穩(wěn)。因此對(duì)碰摩轉(zhuǎn)子的彎扭耦合振動(dòng)進(jìn)行研究,可以為轉(zhuǎn)子碰磨彎扭耦合振動(dòng)分析和故障診斷提供理論指導(dǎo)與應(yīng)用參考。本文針對(duì)轉(zhuǎn)子碰摩引起的彎扭耦合振動(dòng)動(dòng)力特性進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)基于梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)五自由度模型,推導(dǎo)了碰摩轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)的梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程;利用節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程建立了轉(zhuǎn)子碰摩及彎扭耦合振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析模型,闡述了轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)的機(jī)理及物理意義;(2)通過(guò)數(shù)值積分的方法,對(duì)偏置單盤(pán)轉(zhuǎn)子不同參數(shù)影響下的碰摩引起的彎曲、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的響應(yīng)的動(dòng)力特性進(jìn)行了求解與相互影響分析,研究結(jié)果表明:轉(zhuǎn)子的彎曲振動(dòng)對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的幅值影響比扭轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)彎曲振動(dòng)的影響更加明顯,一旦發(fā)生碰摩,即使碰摩很快消失,扭轉(zhuǎn)振動(dòng)也將持續(xù)較長(zhǎng)的一段時(shí)間;(3)相對(duì)于彎曲振動(dòng),扭轉(zhuǎn)振動(dòng)由于阻尼更小,在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生斷續(xù)摩擦力激勵(lì)下,扭轉(zhuǎn)振動(dòng)幅值變化雜亂而無(wú)規(guī)律,會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似轉(zhuǎn)子橫向混沌振動(dòng)現(xiàn)象;(4)提出了全周碰摩下轉(zhuǎn)子失穩(wěn)的預(yù)警方法,以花瓣?duì)钶S心軌跡的內(nèi)外圓直徑比作為判定依據(jù),內(nèi)外圓直徑比值越小,則越容易發(fā)生失穩(wěn);仿真結(jié)果表明:全周碰摩的彎曲振動(dòng)頻譜會(huì)出現(xiàn)一個(gè)略高于基頻的頻譜成分,可作為判斷轉(zhuǎn)子是否發(fā)生碰摩的特征之一;(5)利用簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)子模型,開(kāi)展了單點(diǎn)碰摩的驗(yàn)證試驗(yàn)研究,結(jié)果表明:軸心軌跡的試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果特性和趨勢(shì)一致,驗(yàn)證了理論模型和數(shù)值仿真的準(zhǔn)確性;(6)改進(jìn)設(shè)計(jì)了一套用于驗(yàn)證轉(zhuǎn)子碰摩和彎扭耦合振動(dòng)的試驗(yàn)方案,該方案利用彎曲與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)(光柵)測(cè)試系統(tǒng)獲得彎扭耦合振動(dòng)特性。論文對(duì)碰磨引起的彎扭耦合振動(dòng)進(jìn)行理論分析與試驗(yàn)研究,研究結(jié)果為轉(zhuǎn)子碰磨彎扭耦合振動(dòng)提供了理論與特征分析參考,對(duì)轉(zhuǎn)子碰磨故障診斷具有實(shí)際參考意義。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TH113.1
【部分圖文】：

文中建立的梁?jiǎn)卧疽鈭D。每個(gè)單元包含兩個(gè)節(jié)自由度，分別是 x，y 方向的位移和 x，y，z 方向個(gè)節(jié)點(diǎn)和第二個(gè)節(jié)點(diǎn)。l 為單元長(zhǎng)度，s 為 0-l 中面內(nèi)，y 正方向垂直紙面向外；y-z 平面內(nèi)，x 正紙面向外，θz正方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉?

圖 2.3 具有偏心質(zhì)量盤(pán)的模型( ) ( 2kx m( + ) e cos t + + me sin t + ( ) ( 2ky m( + ) e sin t + me cos t + ( ) ( sin cost t + c + k me x t + T y t + T 轉(zhuǎn)子耦合振動(dòng)模型有偏心質(zhì)量的圓盤(pán)振動(dòng)微分方程的推導(dǎo)，并未是處于轉(zhuǎn)子軸的中心位置，或當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越時(shí)還會(huì)產(chǎn)生偏擺運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，圓盤(pán)陀螺力矩的作用。在將式（2.21）擴(kuò)展兩個(gè)將式（2.21）寫(xiě)成如式（2.22）的形式：MX + C + G ( + ) X +KX F

碰摩力示意圖

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本文編號(hào)：2823188