单级齿轮传动系统有限元节点动力学模型及高速动态性能分析

研究用有限元节点建模方法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应的单级齿轮传动系统动力学模型,计算得到系统固有特性,与有限元软件和试验测量得到的结果进行对比,三种方法得到的系统固有频率具有一致性,验证有限元节点动力学模型有效性。由转子动力学稳定性理论计算得到系统的涡动临界转速等高速动态性能参数与响应特征,建立的齿轮轴系动力学模型为高速齿轮系统的设计及稳定性分析提供了基础参考。     

辅助支承汽轮机转子系统稳定性分析

以国产600M W低压转子为研究对象,建模并对系统进行了动力学特性计算,获得了两种支承条件下的转子动态特性数据,并进行了对比分析,得出了辅助支承对转子系统的稳定性变化情况。     

多间隙耦合齿轮转子系统动力学与试验研究

为了研究多间隙对齿轮转子系统动力学特性的影响,提出一种考虑多间隙耦合的齿轮转子系统动力学建模方法,并利用相应的动力学试验验证了建模方法的准确性。在动力学模型中,考虑了轴承径向间隙、动态齿侧间隙以及时变啮合刚度。分析转速和间隙大小对系统振动特性的影响规律。结果表明:从动轮加速度振动频谱主要包含径向振动频率和啮合振动频率。随着转速的提高,径向振动幅值增大,啮合振动也更为剧烈。径向间隙增大导致径向振动与啮合振动幅值升高,而齿侧间隙增大会导致机构回差增大。通过动力学验证试验,从频率和幅值上验证了理论计算和分析结果的正确性,但试验数据与理论计算之间仍存在一定误差,尤其是幅值误差较大,这些误差的主要来源是模型参数误差和测量误差。     

导轨磨床动力学计算

本文通过建立磨削系统的动力学模型,研究了磨床动态特性对砂轮磨削点与工件之间振动的影响。介绍了动力学模型的建模方法。并通过实际结构的动态试验数据来建立动力学模型。通过对此模型的求解考察了各振动因素对砂轮工件间振动的影响。本计算方法通过与试验曲线的对比考察了其可靠性。给出了必要的图表。     

应变能法在燃气轮机转子动力学计算中的应用

现代燃气轮机转子普遍采用几何结构较为复杂的转子结构型式,给转子的动力学特性计算模型的建立带来了一定的困难。传统方法过多依赖经验,建模精度和效率较低,计算过程过于复杂。应变能法能够很好地解决这个问题,该方法具有易于实现自动化处理、建模效率高、计算精度好等优点。文中对应变能法的基本原理,以及具体的计算和应用方法进行了探讨,并利用应变能法对几个简单的转子模型进行了具体的应用。     

参数化建模在摆线泵流量计算中的应用

针对摆线转子泵理论流量计算复杂,经验公式精确度较低的问题,基于Creo/parametric将参数化建模技术引入到摆线泵流量计算中,建立了摆线泵容腔端面的参数化模型,通过建立测量特征计算出了泵的排量,通过与理论排量对比,验证了参数化模型精度高于经验公式精度,根据积分原理,建立了转子啮合运动中,容腔端面变化沿轴向的累积模型,通过敏感度分析建立了容腔端面对转子转角的变化率曲线,进而得到了泵的流量曲线,并通过和理论流量曲线对比,验证了曲线的正确性。     

离散时间传递矩阵法在燃气轮机动力学计算中的应用

在处理时变系统,模拟激振力作用转子振动响应时,离散时间传递矩阵法有着十分明显的优势。以燃气轮机为研究对象,建立了燃气轮机低压、高压转子动力学简化模型;推导典型结构单元离散时间传递矩阵,计算转子临界特性;以流体激振和转子热变形两种故障模式为例,引入时变激振力,计算转子异常振动响应。通过实测数据验证,计算结果正确,建模方法、单元离散时间传递矩阵表达式和故障模拟方法可靠,可以直接应用到燃气轮机动力学计算中。     

基于ANSYS二次开发技术的转子动力学程序开发

根据相关文献和资料记载,GE等公司近些年来经常采用ANSYS等商业软件进行转子动力学计算。结合APDL语言和VB语言二次开发技术,进行转子动力学计算,可以提高建模、计算、后处理效率,提高前后处理的可视化,可以形成更简单易用的转子动力学程序。文中介绍了基于二次开发技术的转子动力学程序编写的基本思路。利用编写的程序进行了几个复杂转子模型的计算,并利用标准计算程序对计算结果的准确性进行了验证分析。     

轴角对人字齿轮分扭传动系统动态特性的影响分析

研究了航空发动机减速器人字齿轮分扭传动系统中轴角(分扭传动系统各齿轮几何中心所在位置形成的角度)对系统动态特性的影响。根据邻接条件、同心条件和安装条件等求解系统的轴角,基于有限元节点建模方法建立包含轴、轴承、齿轮转子和齿轮副啮合过程的动力学模型;基于转子动力学理论计算系统的动态响应,求解不同轴角下系统的动载系数和动态传动误差,分析轴角对分扭传动系统动态特性的影响。研究表明,轴角对系统的动态特性有较大影响,在轴角不同时,系统动态响应的频域分布有较大差异,且在不同转速下,轴角对各分支动载系数及动态响应影响程度不同。     

连续式风洞电机-联轴器-压缩机转子轴系横向振动分析

以某型连续式风洞的动力系统轴系为研究对象,建立了电机转子-联轴器-压缩机转子轴系的动力学模型,同时考虑到轴承动刚度、动阻尼、支撑刚度以及电机磁拉力等因素,使用DYNAMICS软件得到轴系的临界转速和振型等计算结果,并和实验数据进行对比,二者偏差范围小于±5%,轴系的理论不平衡响应也和实验数据有较好的吻合。研究表明,本文采用的建模方法正确,计算精度较高,满足工程实际需要。本文的研究阐明了电机柔性转子的临界转速分叉现象,揭示了电机转子和压缩机转子之间的振动耦合特性,对于机组的运行维护具有指导意义。     

转子-轴承-密封耦合系统的非线性振动特性研究

结合短轴承非线性油膜力模型和Muszynska密封力模型,运用数值积分方法分析了转子-轴承-密封耦合系统的非线性动力学特性,针对转速对耦合系统动态响应的影响进行了仿真计算,并利用转子中心分岔图、轨迹图、Poincare映射图、功率谱图分析了耦合系统的非线性动力学特性.理论分析表明:随着转速的变化,耦合系统呈现复杂的动力学行为,产生了包括单周期、3倍周期、拟周期等振动现象.     

高速卷绕机筒管夹头系统动力学建模与临界转速分析

对高速卷绕机筒管夹头参数慢变转子系统进行建模分析,介绍了转子、支撑等结构的建模过程及慢变参数卷装的处理方式。按照转子动力学方法计算筒管夹头在三种卷装直径状态下考虑陀螺效应和不考虑陀螺效应时的临界转速。随着变卷装直径增大,筒管夹头转速降低,转子各阶临界转速都在减小,不能将筒管夹头看成是定常系统而运用结构动力学的方法处理;陀螺效应对其高阶临界转速有明显影响,在分析筒管夹头的动力学特性时应该考虑转子陀螺效应的影响。     

船用汽轮机转子盘轴耦合振动特性研究

基于小长径比建模理论,建立了盘轴耦合转子的有限元模型,并对采用工程实际的斜切方式和轮盘单元等不同建模方法下船用汽轮机转子的振动特性进行了分析,给出了较为系统的、适用于小长径比、短粗转子等结构的建模方法对转子系统振动特性的影响规律。不同的建模方法会对转子盘轴耦合振动特性计算结果有显著影响。轮盘单元会使得转子轴承系统出现附加的振型,表现为轮盘与转轴的耦合模态振型,轮盘单元建模的计算方法能准确描述盘轴耦合转子的振动特性。研究结果表明,对于厚度较大的轮盘,轮盘对转子耦合振动的影响较小,工程常用的斜切建模会引入附加刚度,引起较大求解误差,且这种误差随着轮盘厚度的减小而逐渐降低。     

基于脚本语言的转子动态特性可视化

转子是工厂中常见机器的重要组成部分。转子问题关系复杂,大量数据难以计算、理解。本文采用3DSMAX的内置脚本语言MAXScript,设计了转子运动仿真界面,对转子的运动实现了仿真。结果表明,该系统能动态可视化转子动力学特性。     

高速高精度数控车床主轴内外转子耦合系统的动力学建模方法研究

利用整体传递矩阵法对机床主轴内外转子耦合系统的动力学建模方法进行了详细研究,并在此基础上计算出主轴系统的动力特性。与Prhol传递矩阵法相比,该法考虑了主轴和拉杆间的连接刚度,因此所建动力学模型更符合主轴系统实际情况,计算结果更可靠。计算过程同时表明该法计算简单、精度高且易于编程。文中还利用有限元法有效地解决了主轴双转子耦合刚度的计算问题。     

高速电主轴转子-轴承-外壳系统动力学特性研究

高速深孔磨削加工电主轴采用加长悬臂外壳,其在力作用下的挠性变形对电主轴的转子动力学性能的影响不可忽略,而传统电主轴转子动力学模型均将外壳简化为刚体,不能描述该类复杂结构电主轴的动力学行为.考虑外壳的挠曲变形,基于整体传递矩阵法和成对轴承分析理论,建立了电主轴转子-轴承-外壳系统动力学模型,提出了电主轴整机临界转速、电主轴轴端动态刚度的计算方法.通过算例系统地分析了电主轴外壳抗弯刚度、轴承选型等对电主轴动态特性的影响;研制了高速内圆磨削电主轴试验样机,开展了电主轴轴端动刚度的试验验证.结果 表明:建立的电主轴转子-轴承-外壳系统动力学模型计算精度高,可用于深孔磨削加工电主轴的动力学特性分析;电主轴外壳悬臂端是主轴动态薄弱环节,采用非同心圆环的增强外壳能明显提升电主轴的临界转速与动态刚度;选用特轻系列轴承替代轻系列轴承,电主轴的一阶临界转速和轴端静刚度均有所增大.     

冷热气流混合容腔温控系统建模及特性分析

面向高超声速飞行器总温模拟装置的冷热气流混合容腔温控系统主要由等离子加热器、电-气伺服阀、混合容腔等组成，存在难以建立精确数学模型、系统特性复杂等问题，从而导致开展气流温度控制方法研究难度较大。首先基于机理建模法建立混合容腔、电-气伺服阀数学模型，然后利用受控自回归滑动平均模型对等离子加热器进行开环离线辨识，从而得到系统的数学模型，并基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型，通过PID控制策略分析了混合容腔内冷热气流混合过程其出口气流温度的动、静态特性。同时通过实验与仿真结果对比，验证了冷热气流混合容腔温控系统数学模型的准确性，为气流温度控制方法的研究提供理论基础。     

基于结构动态特性的磁力轴承转子系统的设计

分析了径向磁力轴承动力学特性,计算了磁力轴承的刚度系数和阻尼系数。在此基础上,对磁力轴承的转子结构动态特性进行了有限元分析。提出了基于结构动态特性的磁力轴承转子控制系统的设计方法。     

辅助支承汽轮机转子静态特性分析

以国产600MW低压转子为研究对象建模,并对系统进行了动力学特性计算,获得了两种支承条件下的转子静态挠度曲线和轮槽部位高周疲劳数据,通过对比分析得出了辅助支承对转子系统的静态响应以及轮槽高周疲劳变化情况。     

复杂转子-轴承系统非线性动力学特性分析

针对现有方法在求解复杂转子-轴承系统非线性动力学特性时的不足,提出了基于动网格技术的计算流体力学和转子动力学相结合的流固耦合计算方法。首先建立滑动轴承轴心轨迹的运动方程,然后采用动网格技术对滑动轴承流场进行非线性瞬态计算,得到动态载荷作用下转子-轴承系统的轴心轨迹。最后,通过对某复杂转子-轴承系统非线性动力学特性的分析对本文方法进行了验证。结果表明,方法能够准确分析复杂转子-轴承系统非线性动力学特性并可求得其轴心轨迹。