本文關(guān)鍵詞：柔性阻尼支承可傾瓦軸承油膜動(dòng)力及減振特性研究

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【摘要】：艦艇中低速巡航狀態(tài)的主要噪聲源是動(dòng)力機(jī)械。艦艇主要的動(dòng)力源為渦輪動(dòng)力系統(tǒng)。渦輪動(dòng)力轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動(dòng),并通過基座以及艦艇殼體向外傳播輻射噪聲,降低艦艇聲隱身的能力。目前,可傾瓦軸承被廣泛作為現(xiàn)代化、高速艦艇渦輪動(dòng)力系統(tǒng)的支承主軸承�？蓛A瓦軸承的潤(rùn)滑油膜在轉(zhuǎn)子及基座之間起著減振作用。本文主要從結(jié)構(gòu)減振技術(shù)角度出發(fā),研究轉(zhuǎn)子-軸承-基座系統(tǒng)中柔性阻尼支承可傾瓦滑動(dòng)軸承的油膜動(dòng)力及減振特性。主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)理論上分析柔性阻尼支承可傾瓦軸承瓦塊支點(diǎn)受力的平衡方程,靜平衡位置瓦塊運(yùn)動(dòng)微分方程,分別建立考慮溫粘特性的柔性阻尼支承可傾瓦軸承頻率-縮減動(dòng)力學(xué)模型與完全動(dòng)力學(xué)模型,并推導(dǎo)頻率擾動(dòng)壓力以及廣義擾動(dòng)壓力Reynolds方程;通過仿真案例以驗(yàn)證考慮溫粘特性的重要性。(2)提出一種撓性支承可傾瓦軸承靜平衡位置Newton-Raphson迭代算法,結(jié)合本文提出的考慮溫粘特性撓性支承可傾瓦軸承頻率-縮減動(dòng)力學(xué)模型,計(jì)算撓性支承可傾瓦軸承頻率縮減動(dòng)力特性系數(shù),并與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證本文提出的靜平衡位置迭代算法以及動(dòng)力學(xué)模型。采用本文提出的完全動(dòng)力學(xué)模型,將上述平衡位置的仿真結(jié)果應(yīng)用于完全動(dòng)力學(xué)模型,計(jì)算了撓性支承可傾瓦軸承的完全動(dòng)力特性系數(shù),對(duì)比分析了該類型軸承縮減動(dòng)力學(xué)與完全動(dòng)力學(xué)系數(shù)之間的差異。(3)提出S型阻尼器結(jié)構(gòu),采用有限元法對(duì)阻尼器結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行仿真計(jì)算;提出一種新的阻尼器-可傾瓦軸承平衡位置Newton-Raphson迭代算法,克服傳統(tǒng)算法在徑向方向低剛度情況下較難收斂的缺點(diǎn);提出Comsol PDE工具包與Matlab聯(lián)合仿真分析方法,在給定載荷和轉(zhuǎn)速工況下,計(jì)算阻尼器-可傾瓦軸承平衡狀態(tài)下完全動(dòng)力學(xué)系數(shù);對(duì)比分析不同徑向剛度的阻尼器-可傾瓦軸承油膜完全動(dòng)力特性,為阻尼器-可傾瓦軸承的動(dòng)力特性優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù);提出一種將轉(zhuǎn)子-軸承動(dòng)力學(xué),軸承座-基座結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行聯(lián)合仿真的方法,對(duì)常規(guī)軸承、傳統(tǒng)可傾瓦軸承與阻尼器-可傾瓦軸承支承下的基座機(jī)腳振動(dòng)傳遞特性的減振特性進(jìn)行對(duì)比分析。(4)揭示了流體支點(diǎn)可傾瓦軸承油膜形成機(jī)理,推導(dǎo)內(nèi)層靜壓孔與外層靜壓腔流量連續(xù)方程,基于瓦塊中心位移矢量法推導(dǎo)流體支點(diǎn)可傾瓦軸承外層油膜厚度表達(dá)式;建立流體支點(diǎn)可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)模型,提出一種新的考慮軸頸中心位移、瓦塊擺角以及外層油膜作用下瓦塊上浮量的流體支點(diǎn)可傾瓦軸承Newton-Raphson迭代算法;提出一種流體支點(diǎn)可傾瓦軸承工作初始狀態(tài)下瓦塊浮起所需靜壓腔面積的計(jì)算方法;采用本文提出的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)-結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真方法,對(duì)不同間隙比流體支點(diǎn)可傾瓦軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)子-軸承-基座機(jī)腳振動(dòng)特性進(jìn)行仿真分析,確定合適軸承間隙比參數(shù);并與常規(guī)軸承支撐的轉(zhuǎn)子-軸承-基座機(jī)腳振動(dòng)特性進(jìn)行對(duì)比分析,以驗(yàn)證流體支點(diǎn)可傾瓦軸承的減振特性。(5)提出通過相似性原理設(shè)計(jì)小比例軸承,搭建倒置式試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)研究其動(dòng)力特性;通過轉(zhuǎn)子�；瓌t設(shè)計(jì)模化轉(zhuǎn)子軸,建立大型滑動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子試驗(yàn)平臺(tái),試驗(yàn)研究不同軸承參數(shù)下的流體支點(diǎn)可傾瓦軸承振動(dòng)特性,并與常規(guī)軸承振動(dòng)特性進(jìn)行對(duì)比,分析流體支點(diǎn)可傾瓦軸承減振效果。
【關(guān)鍵詞】：柔性阻尼支承 可傾瓦軸承 油膜 動(dòng)力學(xué) 減振特性
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-30
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 艦艇渦輪動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)減振技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 隔振技術(shù)研究15
• 1.2.2 支承軸承減振技術(shù)研究15-16
• 1.3 可傾瓦軸承動(dòng)力特性國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-23
• 1.3.1 軸承潤(rùn)滑理論發(fā)展17-18
• 1.3.2 可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)研究18-22
• 1.3.3 可傾瓦軸承-轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)研究22-23
• 1.4 柔性阻尼支承可傾瓦軸承減振特性國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀23-28
• 1.4.1 撓性支承可傾瓦軸承23-25
• 1.4.2 阻尼器-可傾瓦軸承25-26
• 1.4.3 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承26-28
• 1.5 研究主要內(nèi)容28-30
• 第二章 柔性阻尼支承可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)建模30-56
• 2.0 引言30-31
• 2.1 流體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本方程31-33
• 2.2 柔性阻尼支承可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)模型33-49
• 2.2.1 頻率-縮減（Frequency-Reduced）動(dòng)力學(xué)模型33-41
• 2.2.2 完全（Full）動(dòng)力學(xué)模型41-49
• 2.3 潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算49-55
• 2.4 本章小結(jié)55-56
• 第三章 撓性支承可傾瓦軸承動(dòng)力特性研究56-76
• 3.1 引言56-57
• 3.2 撓性支點(diǎn)可傾瓦軸承平衡位置迭代算法研究57-59
• 3.3 動(dòng)力特性系數(shù)回歸擬合的最小二乘法59-61
• 3.4 仿真對(duì)比分析61-75
• 3.4.1 撓性支承可傾瓦軸承參數(shù)61-62
• 3.4.2 頻率-縮減動(dòng)力學(xué)系數(shù)計(jì)算結(jié)果62-73
• 3.4.3 完全動(dòng)力學(xué)系數(shù)計(jì)算結(jié)果73-75
• 3.5 本章小結(jié)75-76
• 第四章 阻尼器-可傾瓦軸承減振特性研究76-103
• 4.1 引言76-77
• 4.2 阻尼器設(shè)計(jì)77-79
• 4.3 阻尼器-可傾瓦軸承靜態(tài)平衡位置迭代算法79-81
• 4.4 阻尼器-可傾瓦動(dòng)力特性仿真計(jì)算81-93
• 4.4.1 阻尼-可傾瓦軸承計(jì)算參數(shù)81-82
• 4.4.3 完全動(dòng)力學(xué)系數(shù)計(jì)算結(jié)果82-93
• 4.5 阻尼器-可傾瓦軸承-轉(zhuǎn)子-基座振動(dòng)特性研究93-102
• 4.5.1 振動(dòng)加速度級(jí)評(píng)估93-94
• 4.5.2 軸承-轉(zhuǎn)子-基座有限元模型94-96
• 4.5.3 軸承-轉(zhuǎn)子-基座振動(dòng)仿真分析96-102
• 4.6 本章小結(jié)102-103
• 第五章 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承減振機(jī)理研究103-138
• 5.0 引言103
• 5.1 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承工作原理103-105
• 5.2 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承油膜形成機(jī)理105-109
• 5.3 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承油膜厚度109-111
• 5.4 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承動(dòng)力學(xué)模型111-118
• 5.4.1 內(nèi)層油膜作用力111-112
• 5.4.2 外層油膜作用力112-114
• 5.4.3 頻率-縮減動(dòng)力學(xué)系數(shù)114-115
• 5.4.4 平衡位置迭代計(jì)算115-118
• 5.5 軸瓦浮起所需靜壓腔面積計(jì)算118-121
• 5.6 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承-轉(zhuǎn)子-基座振動(dòng)特性研究121-137
• 5.6.1 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承減振機(jī)理121-122
• 5.6.2 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承-轉(zhuǎn)子-基座振動(dòng)有限元建模122-125
• 5.6.3 軸承-轉(zhuǎn)子-基座振動(dòng)仿真分析125-137
• 5.7 本章小結(jié)137-138
• 第六章 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承動(dòng)力與減振特性試驗(yàn)研究138-168
• 6.1 引言138
• 6.2 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承動(dòng)力特性試驗(yàn)138-150
• 6.2.1 倒置式軸承試驗(yàn)臺(tái)140-141
• 6.2.2 軸瓦溫度特性試驗(yàn)141-142
• 6.2.3 動(dòng)態(tài)特性測(cè)試試驗(yàn)142-143
• 6.2.4 動(dòng)態(tài)激振測(cè)試原理143-145
• 6.2.5 試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析145-150
• 6.3 流體支點(diǎn)可傾瓦軸承減振特性試驗(yàn)150-165
• 6.3.1 試驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)150-151
• 6.3.2 測(cè)試儀器151-152
• 6.3.3 測(cè)試項(xiàng)目參數(shù)及測(cè)點(diǎn)布置152-153
• 6.3.4 減振特性試驗(yàn)方案153-154
• 6.3.5 減振降噪評(píng)價(jià)量標(biāo)154-155
• 6.3.6 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡測(cè)試原理及試驗(yàn)155-162
• 6.3.7 減振特性對(duì)比分析162-165
• 6.4 減振理論分析165-167
• 6.5 小結(jié)167-168
• 結(jié)論168-172
• 參考文獻(xiàn)172-184
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果184-185
• 致謝185-186
• 附件186

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 虞烈;謝友柏;朱均;丘大謀;;可傾瓦軸承油膜動(dòng)力不穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);1989年04期

2 學(xué)奧;新型可傾瓦軸承[J];熱能動(dòng)力工程;1993年04期

3 譚召生;可傾瓦軸承的加工與裝配[J];汽輪機(jī)技術(shù);2004年03期

4 朱文波,王吉?jiǎng)?可傾瓦軸承的應(yīng)用與檢修[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2004年06期

5 楊玉敏;戴旭東;馬s，

本文編號(hào)：840207