主动弹支干摩擦阻尼器控制转子突加不平衡响应的研究

建立了弹支干摩擦阻尼器——转子系统突加不平衡响应的计算模型,理论分析和实验验证了转子系统突加不平衡响应特性。结果表明,主动弹支干摩擦阻尼器能够有效控制转子系统突加不平衡的振动响应;并且,当动、静摩擦片之间压紧力增大时,将随之使振动幅值减小、瞬态过程缩短。实验与理论分析结果吻合较好。     

转子干摩擦阻尼器及其减振机理

建立了用于转子系统的干摩擦阻尼器的结构模型和力学模型 ,分析了带干摩擦阻尼器转子的运动 ,探明了干摩擦阻尼器的阻尼效果和镇定机理 ,给出了确定干摩擦阻尼器镇定边界的能量平衡方法。分析结果表明 ,干摩擦阻尼器可用于转子系统减振和失稳振动的镇定     

磁流变液阻尼器-柔性转子系统振动特性与控制的再研究

对先前提出的理论分析模型进行适当改进，用新模型对支承在磁流变液阻尼器上的单盘悬臂柔性转子系统的振动特性和控制技术进行再研究。研究表明，随着磁流变液阻尼器的库仑阻尼力的增大，系统在无阻尼临界转速处振幅明显下降，但在两阶临界转速之间的一定转速区振幅增加；同时，随着库仑阻尼力的增加，阻尼器轴承处的振幅在几乎所有转速时都被减小，甚至在某些转速区间该轴承被“锁住”，而且轴承能够振动的区间越来越窄。这说明转子系统从一个弹性支承系统逐步转化为一个准刚性支承系统，阻尼器支承的有效刚度越来越大，使得一阶有阻尼临界转速逐渐提高，并逐渐接近刚支临界转速。根据这些特性，提出通过开关控制抑止转子通过两阶临界转速过程中的振动，并使转子振幅在全转速区达到最小。仿真结果表明，系统能平稳通过两阶临界转速。     

整体式挤压油膜阻尼器减振双盘悬臂转子系统研究

针对双盘悬臂转子系统过临界不平衡振动过大的问题,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器(ISFD),并为ISFD设计了相应的轴承座及供油油路。搭建了双盘悬臂转子实验台,并运用有限元分析得到了该转子系统的一阶模态参数及二阶模态参数;通过有限元仿真技术计算得到了ISFD的静刚度大小,并将计算得到的一阶模态刚度与设计的弹性支承刚度大小进行了对比,验证了ISFD可以调节转子系统一阶模态参数;通过实验对比分析了弹性支承对转子系统振动的影响,及进油方式对ISFD减振效果的影响。研究结果表明:本文设计的ISFD弹性支承可以有效抑制转子系统过临界振动,并且齿轮泵供油方式的ISFD阻尼系数大于浸油润滑的ISFD阻尼系数。     

基于反共振不平衡转子-轴承系统的振动控制

基于反共振原理和弹性支承法，研究了不平衡转子－轴承系统弹性振动控制方法。给出了不平衡转子－轴承系统抑制轴承弹性振动的设计公式，并设计了一种弹性支承元件。弹性支承的实验研究结果表明，弹性支承转子系统优于其它支承形式的转子系统。     

挤压油膜阻尼器对滑动轴承-转子系统的影响

建立了转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的动力学计算模型,分析了挤压油膜阻尼器对滑动轴承-转子系统的强迫振动的影响、挤压油膜阻尼器的刚度和阻尼搭配关系以及转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的自由振动稳定性问题。研究结果表明,合理的外弹性支承可以使系统的振幅得到有效控制,而且也提高了系统的稳定性;如要减小系统的振幅可以通过一个低的支承刚度和一个合适的阻尼来实现。在小的支撑刚度的情况下,存在一个很宽的支承阻尼域,此域可以获得低幅值的不平衡响应。     

高速转子系统振动控制技术评述

高速转子系统在正常工作过程中必须通过临界转速,此时由于不平衡质量的作用,转子系统会产生共振,导致强烈的振动。降低系统支承刚度以降低临界转速、增大支承阻尼,以减小振幅,这些措施可以抑制系统通过临界转速时的振动幅值和外传力。在振动被动控制技术中,常用弹性支承和挤压油膜阻尼器、金属橡胶减振器、高聚物复合材料减振结构等,降低系统支承刚度,增大支承阻尼,以减小系统振动;在主动控制技术中,通过主动控制挤压油膜阻尼器的参数,改变支承的刚度和阻尼的大小,以控制系统的振动;以及采用形状记忆合金调节器、电磁阻尼器、压电调器等装置,来主动控制系统的振动。目前控制技术仍存在装置结构复杂、性能不稳定等问题,采用粘弹阻尼复合材料与滚动轴承钢外圈复合结构的一体化滚动轴承,足一种有发展前途的研究方向。     

基于反共振不平衡转子-轴承系统的振动控制

基于反共振原理和弹性支撑法,研究了不平衡转子－轴承系统弹性振动控制方法。给出了不平衡转子－同承系统抑制轴承弹性振动的设计公式,并设计了一种弹性支承元件。对弹性支承进行了实验研究,结果表明弹性支承转子系统优于其它支承形式的转子系统。     

故障转子SFD减振特性的实验

针对航空发动机转子常见的两种故障模式碰摩和不对中,实验研究挤压油膜阻尼器分别对上述两种故障引发的振动的抑制效果。在转子实验器上分别模拟碰摩故障和不对中故障,并测试使用挤压油膜阻尼器前后故障转子振动特征的变化。实验结果表明,碰摩故障导致转子振动一阶反进动和一阶进动比增大,不对中故障导致转子振动二倍频增大;对于碰摩故障,挤压油膜阻尼器可以有效减小涡轮盘处振动和弹支辐条的应变,但对压气机盘减振失效;对于不对中故障,挤压油膜阻尼器可以减小转子振动,对于二倍频振动幅值的抑制尤为明显。     

线性摩擦焊机夹具系统弹性变形对焊接过程的影响

线性摩擦焊机是研制高推比航空发动机整体叶盘的关键设备,其核心是产生往复运动的振动系统。在振动系统往复运动中,固定夹具系统在往复摩擦力的作用下,不可避免的产生弹性振动和机械位移。通过建立线性摩擦焊接过程的动力学理论模型,研究了固定夹具的弹性振动对线性摩擦焊机振动系统驱动力、机械功率及产热功率的影响。指出线性摩擦焊接过程中,夹具系统的刚性对于焊接过程有很大的影响。固定夹具系统的弹性变形降低了摩擦界面的产热功率。摩擦阻力对驱动系统输出功率及摩擦产热功率的影响存在转折点,摩擦阻力过大,驱动系统输出功率及摩擦产热功率反而会下降,因此必须保证线性摩擦焊机夹具系统的刚性。该研究为进行线性摩擦焊机的设计提供了理论依据。     

弹支干摩擦阻尼器在线控制转子失稳

为了实现转子失稳振动的主动控制,建立了基于主动弹支干摩擦阻尼器(ESDFD)的锁相延迟反馈控制法控制转子失稳振动的理论模型和消除转子失稳振动的在线实现方法。理论分析了弹支干摩擦阻尼器提高转子失稳门槛转速,模拟了转子的失稳振动,并对基于锁相延迟反馈控制的在线控制转子失稳振动的效果进行了试验验证。试验结果表明,主动弹支干摩擦阻尼器能够有效地控制转子失稳振动,为转子失稳振动控制提供了一种新途径。     

多层波纹钢板转子阻尼器能量耗散系数计算方法

多层波纹钢板转子阻尼器是利用干摩擦原理实现转子阻尼减振的支撑零件。这种阻尼器能在高低温等恶劣环境下工作,同时阻尼特性受转子偏心影响小,可以通过改变阻尼器钢板的厚度提高阻尼器的能量耗散性能。在有限元法和摩擦学原理的基础上进行理论分析,根据多层波纹钢板转子阻尼器的能量耗散分布,提出多层钢板阻尼器的能量耗散系数的计算方法。该方法首先通过有限元分析获得接触应力,然后采用Mindlin接触模型推导出两层干摩擦接触表面摩擦耗能的计算公式,最后得出转子阻尼器整体的能量耗散系数。试验证明了该计算方法是正确可行的,具有较高计算精度。     

新型弧面摩擦阻尼器力学性能研究

为克服传统摩擦阻尼器自适应能力差及耗能能力低的缺点,提出了一种新型弧面摩擦阻尼器,该阻尼器的结构特征在于其摩擦板和滑块的滑移面均为弧形,两滑块之间装有压缩橡胶,阻尼器通过摩擦板与滑块之间的移动产生摩擦力实现耗能。建立了阻尼器的机理模型,并采用数值模型验证了机理模型的合理性,分析了加载频率和橡胶弹簧初始压缩量对阻尼器滞回阻尼特性的影响规律。研究结果表明：该新型阻尼器具有马鞍形滞回曲线,其摩擦力具有位移随变性;该阻尼器的耗能能力比传统摩擦阻尼器强,耗能能力最多提高了23.84%;其力学性能与加载频率相关性较小,而橡胶弹簧预紧力越大,阻尼器的滞回耗能能力越强。     

干摩擦阻尼叶片周期振动响应的解析计算

研究一个描述干摩擦阻尼器叶片振动的质量-弹簧-阻尼器振动系统。阻尼器摩擦力由黏滞模型描述,由接触面滑动或黏滞状态决定。将滞后摩擦力分为四个阶段,从而得到各个阶段上的线性振动系统,给出求干摩擦阻尼叶片周期响应的解析公式。计算表明,阻尼端压力取适当值时,阻尼器会处于最优的摩擦接触状态,获得较好减振效果。同时引入阻尼器处对叶片还起到调频作用,也可以起到使激振频率避开共振频率的作用,减小振动幅值。     

旋翼试验台减摆器失效故障的一种模拟方法

提出了一种在模型直升机旋翼故障试验台上模拟减摆器失效故障方法。在桨叶摆振弹簧片上贴不同层数的粘弹性阻尼材料贴片，测试桨叶摆振衰减时间历程，分析其阻尼比变化情况，确定贴6层阻尼材料贴片后，桨叶摆振阻尼明显增大，同时发现变距摇臂机构也会产生较大的附加摆振阻尼。振动谱图表明，这种减摆器阻尼失效故障模拟方法是有效的，为桨叶减摆器失效研究提供了一个简捷、方便的平台。     

The effectiveness of squeeze-film damper bearings supporting flexible rotors without a centralising spring

An investigation has been carried out into the effectiveness of squeeze-film damper bearings incorporated into a flexible rotor system. A method has been devised for comparing the performance of squeeze-film damper bearings which operate without a parallel flexible support or centralising spring (squirrel cage). The model used in this investigation is a relatively simple one in which a rotor mass is lumped at the mid-point of a horizontal flexible shaft and separate rotor masses are lumped at each bearing position. The performance of the squeeze-film damper bearing is expressed in terms of six dimensionless system parameters.The squeeze-film damper bearing performance has been compared, in each case, against the excursion of the rotor centre and the maximum force transmitted to the bearing support, for an exactly similar system with rigid supports. This comparison has led to several interesting conclusions, for example, with a poorly designed squeeze-film damper bearing, the maximum force transmitted to the bearing support can be significantly greater than would have been the case if the damper had not been fitted. Similarly, the reduction in the transmitted force can be very large for certain ranges of parameters, with the squeeze-film damper response remaining constant for a wide range of frequency ratio either side of the (rigid support) critical speed. Further, this damper response is relatively insensitive to a wide variation of some of the system parameters, a trend which supports the past experiences of some aero-engine designers.     

NONLINER VIBRATION ANALYSIS OF THE PLATE WITH DRY FRICTION SUPPORT CONDITION

The rigid-interface friction model is usually used in the nonlinear vibration of the rectangular plate with dry friction support edges. The present study provides an extension by using a hysteretic spring friction model and taking account of the stick-slip motion of the plate. Results for a range of problem parameters have been obtained. The results show that the nonlinear frequency response behavior of the system can be quite different from the rigid-interface friction model. The effects of the stiffness at friction interfaces and the stick-slip motion on the nonlinear vibration of the plate are significant and hence cannot be neglected.