旋轉(zhuǎn)機械廣泛運用于機械、動力、航空航天等工程技術(shù)領域。當前,隨著科學技術(shù)的不斷進步,旋轉(zhuǎn)機械正日益朝著大功率、高轉(zhuǎn)速及柔性等方向發(fā)展。相應地,在旋轉(zhuǎn)機械工作中也常伴有各種故障的出現(xiàn),這些故障給工業(yè)生產(chǎn)和生活帶來極大地破壞。因此,研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學特征具有重要的理論意義和實際應用價值。本論文以單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象,利用牛頓迭代法研究了定點碰摩情況下系統(tǒng)參數(shù)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學行為的影響；同時,利用龍格-庫塔的方法對碰摩故障單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)進行了數(shù)值仿真,并對單跨度雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行了試驗研究,所得結(jié)果為旋轉(zhuǎn)機械的設計及故障監(jiān)測與診斷提供了一定的依據(jù)。本文的工作主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)介紹了本文研究的目的和意義,給出了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 (2)簡單介紹了有關轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學研究所需的基本理論和方法,確立了牛頓迭代法和龍格-庫塔方法對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行動力學特征進行研究。 (3)對單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩數(shù)學模型進行了研究。對于轉(zhuǎn)靜子碰摩模型,利用龍格-庫塔法研究了碰摩故障單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的非線性動力學行為,通過時域波形圖、頻譜圖、Poincare映射、軸心軌跡,深層次剖析了非線性油膜力與碰摩力對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響。對于定點碰摩模型,分別研究了定子剛度、摩擦系數(shù)、碰摩間隙對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學行為的影響。 (4)對單跨度雙圓盤轉(zhuǎn)靜子碰摩模型進行了試驗研究,得出了不同碰摩情況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學行為。同時,利用小波功率譜方法對實驗結(jié)果進行了分析,進一步挖掘了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩狀況下的動力學特征。 (5)最后對全文總結(jié),并指出今后需進一步研究的方向和任務。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TH113
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的重要意義
    1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
        1.2.1 碰摩故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學機理的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 碰摩故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的試驗研究
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 轉(zhuǎn)子動力學基本理論
    2.1 前言
    2.2 轉(zhuǎn)子動力學的基本概念
        2.2.1 臨界轉(zhuǎn)速概念
        2.2.2 油膜渦動和油膜振蕩
        2.2.3 不平衡響應
        2.2.4 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的失穩(wěn)
    2.3 數(shù)值計算方法
        2.3.1 Runge-Kutta數(shù)值方法
        2.3.2 Newmark法
        2.3.3 中心差分法
    2.4 Poincare映射
    2.5 Hopf分岔
    2.6 Floquet理論
    2.7 本章小結(jié)
第三章 單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學研究
    3.1 引言
    3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩的基本理論
        3.2.1 碰摩現(xiàn)象的分類
        3.3.2 碰摩接觸載荷的分析
    3.3 定點碰摩單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學分析
        3.3.1 運動微分方程建立
        3.3.2 定點碰摩模型的建立
        3.3.3 碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元分析
        3.3.4 碰摩系統(tǒng)參數(shù)變化引起的動力學行為的研究
        3.3.5 單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有特性分析
    3.4 單跨度雙圓盤局部碰摩故障轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的動力學分析
        3.4.1 力學模型
        3.4.2 運動微分方程
        3.4.3 數(shù)值計算
    3.5 本章小結(jié)
第四章 試驗研究
    4.1 轉(zhuǎn)子試驗臺的搭建
    4.2 監(jiān)測電路的設計
    4.3 試驗結(jié)果分析
        4.3.1 單碰情況
        4.3.2 雙圓盤(輕微碰)情況
        4.3.3 雙圓盤(嚴重碰摩)情況
    4.4 試驗信號小波分析
        4.4.1 小波法
        4.4.2 信號功率譜概念
        4.4.3 基于小波法的信號功率譜分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻
致謝

【參考文獻】

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1 袁惠群,聞邦椿,李鴻光;非線性轉(zhuǎn)子局部碰摩故障的分叉與混沌行為[J];東北大學學報;2000年06期

2 袁惠群,李鶴,聞邦椿;發(fā)電機轉(zhuǎn)子同步穩(wěn)定性的非線性分析[J];東北大學學報;2001年04期

3 高亹,張新江,張勇;非線性轉(zhuǎn)子動力學問題研究綜述[J];東南大學學報(自然科學版);2002年03期

4 王善永,陸頌元,童小忠;汽輪發(fā)電機組動靜碰摩的奇異譜理論與小波分析診斷方法研究[J];動力工程;1999年06期

5 陳丁躍,徐暉,敬曉明,閻安志;非線性“轉(zhuǎn)子-軸承-基礎”系統(tǒng)碰摩動力分析[J];動力工程;2001年05期

6 張善鵬,周廣順;汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子碰摩振動的理論分析及實例[J];動力工程;2003年06期

7 戴興建,張小章,金兆熊;轉(zhuǎn)子與限位器局部與整圈碰摩試驗研究[J];航空動力學報;2000年04期

8 高艷蕾,李勇,王德友;轉(zhuǎn)子-機匣系統(tǒng)碰摩故障特征試驗研究[J];航空發(fā)動機;2002年04期

9 劉獻棟，李其漢;小波變換在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動靜件早期碰摩故障診斷中的應用[J];航空學報;1999年03期

10 陳長征,羅躍綱,張省,虞和濟;基于小波分析的機械故障特征提取研究[J];機械強度;2001年02期

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1 姚紅良;故障旋轉(zhuǎn)機械動力學及診斷技術(shù)中若干問題的研究[D];東北大學;2006年

本文編號：2841922