本文關(guān)鍵詞：非線性故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)仿真和實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文從理論仿真上研究了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由于非線性油膜力、碰摩力等幾種非線性力作用引起的分岔和混沌行為,實驗研究了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由于油膜渦動、油膜振蕩和碰摩等幾種故障作用引起的振動響應(yīng)。由簡單到復(fù)雜建立了三個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)模型,求解了各非線性力作用下系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng),分析了參數(shù)變化對系統(tǒng)響應(yīng)的影響規(guī)律。進(jìn)行了不對稱雙圓盤油膜-碰摩耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的實驗研究,驗證了相同模型下的理論仿真結(jié)果。通過理論和實驗分析,得到了一些有價值的結(jié)論,如碰摩對油膜渦動/振蕩的具體影響,為系統(tǒng)設(shè)計和工程實踐提供了重要參考。工作主要如下:(1)針對Jeffcott轉(zhuǎn)子,建立了非線性碰摩的動力學(xué)模型,數(shù)值仿真出系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)。以激勵轉(zhuǎn)速為主參數(shù),研究了偏心量、轉(zhuǎn)子剛度、阻尼系數(shù)和定子剛度等參數(shù)對系統(tǒng)非線性行為的影響。(2)建立單圓盤對稱轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動力學(xué)模型,分析了非線性油膜力和碰摩力作用下的動力學(xué)響應(yīng)。使用Runge-Kutta方法,分別以轉(zhuǎn)速、偏心量、定子剛度和摩擦系數(shù)為分岔參數(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真求解,得到系統(tǒng)在不同分岔參數(shù)下多樣的非線性行為特征。(3)針對不對稱雙圓盤轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng),建立了不平衡、非線性油膜力和碰摩力耦合作用下的動力學(xué)模型,數(shù)值求解獲得了系統(tǒng)在給定參數(shù)組合下的非線性動力學(xué)響應(yīng)。研究了偏心量和碰摩參數(shù)變化下即不平衡力和碰摩力變化時轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)油膜失穩(wěn)的情況,利用分岔圖、Poincaré截面圖、軸心軌跡圖和瀑布圖分析了系統(tǒng)的非線性響應(yīng)和運動形式,獲得了不平衡力和碰摩力對油膜失穩(wěn)的影響規(guī)律。(4)在模擬轉(zhuǎn)子實驗臺上進(jìn)行了轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的故障實驗研究。實驗主要包括:油膜失穩(wěn)故障下的轉(zhuǎn)子升降速實驗、油膜渦動-碰摩耦合實驗、油膜振蕩-碰摩耦合實驗。實驗結(jié)果驗證了同模型下數(shù)值方法的仿真結(jié)論,對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障分析有重要的參考價值。本文的創(chuàng)新點:采用數(shù)值分析的方法對不對稱雙圓盤轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)進(jìn)行多種非線性力下的動力學(xué)研究,并對此系統(tǒng)進(jìn)行了多故障下的實驗研究,實驗驗證了理論仿真結(jié)果,獲得了碰摩故障對油膜失穩(wěn)的具體影響,為轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的設(shè)計修正和故障識別提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 碰摩 油膜失穩(wěn) 動力學(xué)仿真 實驗研究
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH133;TH17
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 非線性轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題和分析方法10-13
• 1.3 非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障研究13-16
• 1.3.1 轉(zhuǎn)定子碰摩問題研究概述14-15
• 1.3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)油膜失穩(wěn)研究概述15-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 Jeffcott轉(zhuǎn)子非線性特性分析18-29
• 2.1 動力學(xué)模型及基本方程18-20
• 2.2 轉(zhuǎn)子偏心量變化對系統(tǒng)響應(yīng)的影響20-22
• 2.3 轉(zhuǎn)子剛度變化對系統(tǒng)響應(yīng)的影響22-24
• 2.4 阻尼系數(shù)變化對系統(tǒng)響應(yīng)的影響24-26
• 2.5 定子剛度變化對系統(tǒng)響應(yīng)的影響26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第3章 單圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性特性分析29-40
• 3.1 動力學(xué)方程及基本方程29-30
• 3.2 以轉(zhuǎn)速為分岔參數(shù)的系統(tǒng)特性分析30-33
• 3.3 以偏心量為分岔參數(shù)的系統(tǒng)特性分析33-35
• 3.4 以定子剛度為分岔參數(shù)的系統(tǒng)特性分析35-37
• 3.5 以摩擦系數(shù)為分岔參數(shù)的系統(tǒng)特性分析37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 雙盤不對稱轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性特性分析40-61
• 4.1 力學(xué)模型和基本方程40-43
• 4.2 雙盤耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性特性分析43-60
• 4.2.1 激勵轉(zhuǎn)速變化下系統(tǒng)響應(yīng)43-47
• 4.2.2 不平衡力的影響47-54
• 4.2.3 碰摩剛度的影響54-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第5章 雙盤不對稱轉(zhuǎn)子系統(tǒng)耦合故障實驗研究61-73
• 5.1 實驗裝置簡介61-63
• 5.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)升降速實驗研究63-66
• 5.3 定轉(zhuǎn)速下油膜失穩(wěn)-碰摩耦合故障研究66-72
• 5.3.1 油膜渦動-碰摩耦合故障實驗一66-68
• 5.3.2 油膜渦動-碰摩耦合故障實驗二68-70
• 5.3.3 油膜振蕩-碰摩耦合故障實驗70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第6章 結(jié)論與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果80-81
• 致謝81

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本文編號：292180