发动机转子系统碰摩-裂纹-松动耦合故障作用下动力学特性分析

建立了滚动轴承支承下的双跨转子系统非线性动力学模型,采用四阶-五阶定步长Runge-Kutta法分析比较了系统在无故障、碰摩故障、裂纹故障、一端松动故障以及碰摩-裂纹-松动耦合故障5种工况下随着转速变化的转子动力学响应。数值分析了在碰摩-裂纹-松动耦合故障工况下转子不平衡量、碰摩刚度、松动端轴承座质量对系统响应的影响。结果表明:当系统存在碰摩故障时,一阶临界转速有所提高,动力学行为更为复杂;存在裂纹故障时,一阶临界转速有所降低;存在松动故障时,响应混沌区域变大;存在三种耦合故障时,超一阶临界转速响应出现大面积混沌。随着转子不平衡量、碰摩刚度的增大,响应趋向于混沌,松动端轴承座质量在高速下响应具有敏感性。     

碰摩故障转子-滚动轴承耦合系统非线性动力学研究

针对滚动轴承支承下的转子碰摩故障机理分析和故障诊断问题,考虑滚动轴承非线性赫兹接触和轴承径向间隙,建立了含碰摩故障的转子-滚动轴承系统动力学模型。应用数值积分方法得到系统的非线性响应,利用时间波形图、分叉图、频谱图以及Poincaré映射图,研究了系统响应随转速、轴承间隙、碰摩刚度、偏心量以及碰摩间隙的变化规律,为有效诊断滚动轴承支承下的转子碰摩故障提供了理论依据。     

挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统的非线性响应分析

为了研究转子系统非线性动力学响应,建立了挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统动力学模型。在转子系统模型中,考虑了转子、滚动轴承及挤压油膜阻尼器之间的相互耦合作用,并充分考虑了滚动轴承的间隙、非线性赫兹接触和挤压油膜阻尼器非线性油膜力等。运用数值积分方法分析了转子转速、支承刚度以及挤压油膜阻尼器油膜间隙对系统动力响应的影响,并结合分岔图、频谱图、Poincaré映射图和轴心轨迹图分析了转子系统的非线性动力学响应。结果表明:转子系统当转速较高、支承刚度较大或挤压油膜阻尼器油膜间隙较大时,转子系统容易出现拟周期运动。     

基于显式有限元的转子不平衡与轴承故障耦合分析

为分析转子不平衡与轴承故障耦合振动特征及产生机理,在对转子不平衡与轴承故障耦合状态下受力分析的基础上,基于虚位移原理的增广拉格朗日法建立轴承运动控制方程,运用LS-DYNA建立转子-轴承系统二维显式动力学有限元模型,分析了故障耦合状态下轴承振动加速度、转子轴心运动轨迹,探明了转子不平衡-轴承缺陷耦合故障冲击响应特征及转子轴心运动轨迹突变机理,并通过试验进行了验证。结果表明:转子不平衡与轴承外圈故障耦合状态下,轴承座测点位置故障特征频率被转频调制,冲击幅值随转频变化;转子轴心轨迹呈椭圆形,且缺陷位于轴承承载区时,转子轴心轨迹存在突变。     

转子系统松动与碰摩耦合故障非线性特性研究

建立了带有支座松动故障的非线性刚度转子系统局部碰摩动力学模型 ,利用数值积分和 Poincaré映射方法 ,对转子系统由于支座松动与局部碰摩耦合故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究 ,给出了系统响应随转子转动频率和偏心量变化的分岔图和一些典型的 Poincaré截面图、相平面图、轴心轨迹和幅值谱图等 ,以及非线性刚度对系统响应的影响。从中发现此类非线性振动系统具有周期、倍周期和混沌等复杂的动力学行为     

滚动轴承支承下的不平衡转子系统非线性动力响应分析

建立了滚动轴承支承下的转子系统非线性动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC（varying compliance）振动,在转子系统中考虑了由于转子质量偏心而产生的不平衡力。运用数值积分方法获取了系统的非线性动力响应,分析了转子旋转速度、滚动轴承间隙对系统动力响应的影响,并运用分叉图、相平面图、频谱图及Poincaré映射进行了系统分叉与混沌特征分析,发现了通往混沌的倍周期分叉、拟周期环面破裂和阵发性分叉途径。     

双转子-支承-机匣耦合系统碰摩振动响应分析及试验验证

以某型航空发动机双转子试验器为研究对象,采用Newmark-β数值积分方法求解系统的动力学响应,在考虑高低压转子中介轴承的耦合和机匣的弹性变形及其运动的基础上,建立了碰摩故障双转子-支承-机匣耦合系统动力学模型,理论分析了转速、转子偏心量和碰摩刚度对转子系统动力学特性的影响并进行了相关试验。研究结果表明：发生碰摩故障时,转子和机匣测点频谱分析图中会出现转子的倍频和组合频率,可将其作为判断系统发生局部碰摩的特征信号;随着转子偏心量和碰摩刚度的增大,碰摩幅值响应愈加明显,碰摩程度亦愈加严重;机匣测点振动量值存在衰减,后续理论建模过程中应考虑传递过程的衰减。本研究结论可为碰摩故障机理的探究和碰摩故障的诊断提供参考。     

含支承松动故障的航空发动机非同步响应特征

针对航空发动机支承系统中普遍存在的松动故障,为研究松动故障导致的非同步响应特征产生的机理,建立了发动机的转子-支承-机匣整机模型,引入支承松动故障模型,利用数值积分方法求解耦合系统的响应,分析了非同步响应特征。结果表明,对于航空发动机中的支承松动故障,其引发的分频以及倍频原因在于,当刚度变化的周期等于转速周期时,将产生转频的倍频现象,在特定转速下,将激发系统的临界转速对应的频率;当刚度变化的周期等于n倍的转速周期时,则将产生1/n转频的分频及其倍频,在特定转速下,将激发系统的临界转速对应的频率。     

汽轮机转子-机匣系统碰摩的分叉现象分析

提高汽轮机热效率的有效途径是采用超超临界压力.压力的提高使得作用在转子-机匣上的激振力将显著增大,有必要对气流激振力作用下的转子-机匣系统的非线性动力学特性进行研究.本文采用双控体模型,以汽轮机转子-机匣系统为研究对象,将转子和机匣作为统一的弹性体,采用四阶Ruge-Kutta法进行数值仿真,来研究在密封气流激振力以及机匣体振动的双重作用下的转子与机匣的碰摩运动,揭示了转子与机匣碰摩的分叉动力学特性.给出了气流激振力作用前后的碰磨转子系统响应的分叉图、轨迹图、相轨迹图和Poincare映射图.着重讨论了输入气压和转子转速等决定气流激振力大小的因素对碰磨转子分叉特性的影响.对提高超超临界汽轮机的可靠性提供了有意义的参考.     

松动—碰摩耦合故障转子系统动力学特性分析

基于有限元法,建立考虑松动、碰摩及松动—碰摩耦合故障的转子—轴承系统的动力学模型,其中松动故障采用分段线性刚度和阻尼模型,转定子碰摩采用点—点接触模型。通过增广的拉格朗日方法来处理接触约束条件,修订的库仑摩擦模型来模拟转定子之间摩擦。考虑不同转速对松动、碰摩及松动—碰摩转子系统动力学特性的影响,并对比三者之间的异同点。研究表明,碰摩在耦合故障中处于主导地位,而松动主要影响松动端局部振动处于从属地位;松动—碰摩耦合故障响应在低转速和高转速与单一碰摩故障类似,在中间转速存在一些差别,但总体运动趋势基本一致;与单一松动故障相比发现,碰摩能够减小松动引起的低频振动,主要激发高频振动。研究结果可为转子系统耦合碰摩故障诊断提供依据。     

齿轮联轴器与滚动联轴器对比研究

通过对齿轮联轴器工作时的运动和受力分析得知,当补偿轴向位移、径向位移和角偏差时,在接触齿面之间存在滑动摩擦,滑动速度较大,使齿轮联轴器容易磨损破坏;并且在传动轴上产生摩擦阻力和附加弯矩,影响设备性能,增大设备负荷.而对滚动联轴器的运动和受力分析得知,当补偿轴向位移、径向位移和角偏差时,滚动联轴器的滚动体在滚道上滚动,相对于滑动,其磨损程度很轻,在传动轴产生的摩擦阻力和附加弯矩也很小,不会影响设备性能,,并且滚动联轴器还具备使用寿命长,维修方便等优点.通过两种联轴器的性能对比分析以及使用效果分析可知,滚动联轴器的性能超过齿轮联轴器,因此,滚动联轴器具有广泛的应用前景,是替代齿轮联轴器的一种理想产品.     

非接触式磁耦合联轴器

设计了一种非接触式磁耦合联轴器，重点介绍了其结构原理、性能特点及其在实际中的应用。     

锥套式联轴器

联轴器在机械传动中作为一种联结元件,其作用是将一个轴上的运动与扭矩传递给另一个轴,并要求联轴器在传递运动与扭矩时安全可靠,制造容易,拆卸方便。目前我国的联轴器种类比较多,譬如有刚性联轴器、弹性联轴器、齿形联轴器、液压联轴器等等。本文所介绍的这种锥套式联轴器,是笔者近期在国外工作期间接触到的一种联轴器,目前我国还没有这种类型的联轴器,本文就这种联轴器的结构、工作原理、特点及使用时的步骤予以介绍,供国内同行参考。 [1] 结构及工作原理 　　这种锥套式联轴器的结构见图所示。它主要由外套筒、 O型密封圈、螺…     

联轴器的选取及使用

本文主要介绍联轴器的分类、选型以及尺寸选取的方法。     

Coupling of a piston transmission

A gear system with a piston transmission is considered. A formula is derived for the working-section length in the coupling line of a piston transmission with an evolvent lateral tooth surface.     

联轴器在透平机械中的应用

简介了透平压缩机常用的几种联轴器的特点，重点介绍了膜片式联轴器的优点及安装时的注意事项。     

起重机卷筒联轴器的应用

主要分析了最常用的几种卷筒联轴器的使用情况,对合理选用和正确使用起重机的卷筒联轴器,保障安全高效生产.起到了借鉴作用.     

安全联轴器结构改进

通过增设安全销弹出装置使传统的安全联轴器在安全销断裂后消除了对半联轴的损伤,及断裂后仍高速旋转的安全销互相碰撞所产生的飞屑伤人隐患;同时解决了安全销更换困难的问题。     

齿式联轴器的改进

在生产过程中,要检查齿式联轴器的内齿圈、外齿圈齿的磨损量,只能把与内齿圈相连的盖拆卸下来,费时费力。为此文中对齿式联轴器的端盖结构进行了改进,极大地提高了检修效率。     

双侧电机驱动的功率耦合机构传动方案设计方法

根据履带车辆传动特点提出了一种新的双侧电机耦合驱动传动方案。应用行星传动构件综合分析法,提出了方案优选的构件组合原则,建立了双侧电机耦合传动输入输出间的转速、转矩数学变换模型,并提出将特征参数转向再生功率机械利用率作为定量的评价指标。最终,形成了一种适用于双输入双输出功率耦合机构的传动方案设计方法,据此设计了双侧电机耦合驱动传动系统。计算表明,功率耦合机构能够实现履带车辆转向再生功率的机械回流,可降低电机的功率需求,所提出方案的电机功率需求仅为双侧电机独立驱动方案电机功率需求的0.65倍。分析结果验证了该设计方法的可行性和正确性。