本文關鍵詞：分子泵轉子—軸承系統(tǒng)動力學分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：轉子—軸承系統(tǒng)動力學分析是高速旋轉機械設計中的一個重要環(huán)節(jié)。高速旋轉機械的工作轉速常在兩階臨界轉速以上,在此情況下,轉子通過臨界轉速時會出現(xiàn)較大的振動,此時的振幅必須得到控制。在支承處設置阻尼器能有效控制轉子振幅。本文以高速小型復合分子泵為應用對象,研究粘彈性阻尼器的力學特性對轉子—軸承系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。本文主要包含以下內容： (1)建立分子泵轉子—軸承系統(tǒng)的有限元模型。分析了分子泵轉子—軸承系統(tǒng)的結構,確定了軸段、輪盤、支承等單元的系數(shù)矩陣,裝配各單元系數(shù)矩陣,得出了系統(tǒng)系數(shù)矩陣及轉子—軸承系統(tǒng)的運動方程。 (2)求解運動方程。對轉子—軸承系統(tǒng)進行了自由振動和受迫振動分析,繪制了Campbell圖,并求解出工作轉速內的所有臨界轉速；計算得到轉子的前三階模態(tài)振型；計算了自由振動時的衰振系數(shù),驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；計算了轉子上不同位置的不平衡響應；分析了粘彈性阻尼器的支承剛度、損耗因子對轉子—軸承系統(tǒng)臨界轉速、不平衡響應等動態(tài)特性的影響。分析結果表明,轉子的最大不平衡響應受粘彈性阻尼器的支承剛度和損耗因子的影響較大,而臨界轉速則主要受支承剛度影響；應避免粘彈性阻尼器支承剛度與永磁軸承支承剛度接近,以防出現(xiàn)較大振幅。 (3)測量支承的靜力學特性。構建了實驗平臺,測量了永磁軸承與粘彈性阻尼器在不同條件下的徑向力-徑向位移關系等靜力學特性,并計算出支承剛度。 (4)測量分子泵轉子—軸承系統(tǒng)的動態(tài)特性。構建了動態(tài)特性實驗平臺,繪制出轉子振動的幅頻圖并與理論分析結果進行對比,驗證了理論分析的正確性；繪制了振動的瀑布圖,分析了轉子振動的頻率成分及轉子的運行狀態(tài)；繪制了不同轉速下轉子的軸心軌跡,用以檢驗轉子—軸承系統(tǒng)是否運行正常。 本文通過上述理論和實驗研究,探索了支承單元力學特性對分子泵轉子—軸承系統(tǒng)動態(tài)特性的影響,提出了一種減小轉子振幅的途徑,為分子泵支承單元的設計選用提供了理論指導。
【關鍵詞】：轉子—軸承系統(tǒng) 粘彈性阻尼器 有限元模型
【學位授予單位】：中國工程物理研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH113
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題來源及研究背景8-9
• 1.1.1 課題來源8
• 1.1.2 課題研究背景8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀11
• 1.3 課題研究目的與意義11-12
• 1.4 本文主要內容12-14
• 第二章 分子泵轉子—軸承系統(tǒng)動力學模型與運動方程14-23
• 2.1 轉子—軸承系統(tǒng)動力學分析常用方法14-15
• 2.1.1 集總參數(shù)法14
• 2.1.2 傳遞矩陣法14
• 2.1.3 有限元法14-15
• 2.2 分子泵轉子—軸承系統(tǒng)動力學模型15-18
• 2.2.1 軸段單元模型16
• 2.2.2 支承單元模型16-17
• 2.2.3 轉子—軸承系統(tǒng)動力學模型17-18
• 2.3 轉子—軸承系統(tǒng)運動方程18-22
• 2.3.1 單元系數(shù)矩陣18-21
• 2.3.2 系數(shù)矩陣的裝配及系統(tǒng)運動方程21-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第三章 分子泵轉子—軸承系統(tǒng)動力學理論分析23-36
• 3.1 分析方法23-24
• 3.1.1 自由振動分析方法23-24
• 3.1.2 受迫振動分析方法24
• 3.2 分析工具及流程24-27
• 3.2.1 分析工具24-25
• 3.2.2 分析流程25-27
• 3.3 分析結果與討論27-35
• 3.3.1 自由振動分析結果27-30
• 3.3.2 受迫振動分析結果30-32
• 3.3.3 粘彈性阻尼器參數(shù)的影響32-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第四章 支承單元靜力學特性測試36-46
• 4.1 永磁軸承力學特性測試36-41
• 4.1.1 實驗目的36
• 4.1.2 實驗設計36-37
• 4.1.3 實驗內容37
• 4.1.4 實驗結果與分析37-41
• 4.2 粘彈性阻尼器力學特性測試41-45
• 4.2.1 實驗目的41-42
• 4.2.2 實驗設計與實驗內容42
• 4.2.3 實驗結果與分析42-45
• 4.3 本章小結45-46
• 第五章 轉子—軸承系統(tǒng)動態(tài)特性測試及結果分析46-56
• 5.1 實驗目的46
• 5.2 實驗設計46-48
• 5.2.1 實驗臺46-47
• 5.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)47-48
• 5.3 實驗內容48-49
• 5.4 實驗結果與分析49-55
• 5.4.1 高速實驗49-52
• 5.4.2 對比實驗52-55
• 5.5 支承單元設計建議55
• 5.6 本章小結55-56
• 第六章 總結與展望56-59
• 6.1 結論56-57
• 6.2 技術進步點57
• 6.3 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63
• 附錄Ⅰ 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文63
• 附錄Ⅱ 攻讀碩士學位期間參與的學術活動63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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  本文關鍵詞：分子泵轉子—軸承系統(tǒng)動力學分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：372872