各向异性支承的分布质量转子系统的稳定性分析

某燃气轮机高压涡轮是一个带有24个轮盘的分布质量转子系统,具有不对称的支承特征.文中首先采用集中质量和无质量弹性轴段进行建模,根据设计要求引入两个各向异性弹性支承,构建具有25个轴段的集总质量转子系统动力学模型.给出了用Riccati传递矩阵法计算该转子系统复频率的算法,计算得到各阶临界转速.利用对数减幅率判据对转子系统的稳定性进行判定,讨论了转速等因素对各阶模态下转子系统稳定性的影响.所得结果为该复杂转子系统的动力学设计提供了依据.     

基于键合图理论的汽车发动机液压悬置动特性的仿真研究

应用键合图理论,建立了汽车发动机液压悬置的键合图模型并导出数学模型,利用Matlab/Simulink仿真工具建立了悬置动特性的仿真计算模型.将仿真结果与实验结果进行对比分析,并应用所建模型分析了橡胶主簧刚度、橡胶主簧等效活塞面积、惯性通道长度和惯性通道横截面积等参数对悬置性能的影响.结果表明,在低频激励条件下的模型仿真结果与实验结果的变化趋势一致,数值基本吻合.液压悬置键合图模型能够较好地分析液压悬置的低频隔振特性.     

一种不对称滞回受迫振动系统及其分析

许多系统或结构在动载荷作用下会表现出非线性滞回行为。通常情况下，人们往往认为滞回环是对称的。但是，在工程实际中还存在一些特殊的、不对称的滞回现象。例如，在对物料进行振动压实的过程中，由于压实机构的压下和回程中物料弹塑性变形规律不同，该振动压实系统存在不对称的滞回恢复力。本文提出用一种不对称模型描述这种不对称滞回性质，该不对称滞回模型由分段曲线组成。文章对这类系统在简谐激励下的响应特征进行了分析，得到一次近似解析解以及特有的直流分量和二次谐波等成分。然后又通过实验和数值模拟分别验证了模型的合理性。     

悬臂薄板结构阻尼特性几种测试方法的比较

在振动和噪声控制中,阻尼的测试有着重要的工程及学术意义.在明确阻尼辨识原理的基础上,以悬臂薄板结构为研究对象,搭建了锤击、振动台、压电陶瓷激励三种测试系统,分别采用半功率带宽法和时域自由振动衰减法进行了阻尼测试.并从重复性、测试精度、测试阻尼的频率范围和测试效率等方面,将各种阻尼测试结果进行了比较.最终认为,宜采用振动台扫频激励的方式和半功率带宽法对所研究的薄板进行阻尼测试和辨识.可为悬臂薄板结构后续的响应预估和阻尼优化设计提供重要的参考.     

鼠笼局部断裂的刚度特性及其转子动力学特性分析

本文针对带有局部断裂的鼠笼刚度特性以及其支承的转子系统动力学特性开展研究.首先基于力学分析推导了鼠笼局部断裂刚度理论计算公式.其次,基于带有局部断裂的鼠笼有限元模型进行其刚度计算,并采用最小二乘法对有限元刚度计算结果进行分析,提出了鼠笼局部断裂后的拟合经验刚度公式,通过对比分析得出局部断裂对鼠笼刚度特性的影响.最后,建立带有鼠笼局部断裂的两支点弹性支承转子系统的动力学模型,并仿真获得了带有鼠笼局部断裂转子系统的固有特性和振动响应的变化规律.结果表明:鼠笼局部断裂导致其刚度下降以及支承刚度不对称,引起转子系统临界转速下降,且水平、垂直振动有差异,轴心轨迹呈椭圆形.     

转子-轴承系统中滚动球轴承的非线性动力学相似特性研究

针对转子—轴承系统中滚动球轴承的动力学相似问题,提出一种考虑非线性振动特性的轴承系统相似模型建立方法.首先,建立滚动球轴承整体的非线性振动微分方程,运用积分模拟法推导了轴承整体的非线性振动特性相似关系,并结合滚动球轴承的动力学相似关系得到滚动球轴承系统的相似设计准则;其次,应用所得的相似准则,以深沟球轴承C204JUT为原型、6208为模型进行数值仿真实例计算,通过采用Newmark-β算法计算得到的分叉图分析了转速ω、径向载荷F_r、阻尼C及径向游隙γ大小对原型和模型轴承系统振动位移或速度响应的影响;最后,通过对比原型和模型的各参数(ω、F_r、C、γ)分叉图中分叉区间、趋于稳定运动参数值大小以及进入稳定周期运动时的稳态响应值大小验证相似准则的准确性和有效性.通过分析得到以下结论:1滚动球轴承非线性振动特性参数(如振动响应、结构阻尼等)相似关系可由轴承结构参数相似关系确定;2原型与模型非线性运动的分叉图形状一致,且模型能够很好的预测原型稳态振动响应,因此可将模型轴承用来预测原型轴承的非线性振动行为.     

转子系统不对中问题的研究进展

转子系统的不对中问题在旋转机械中非常普遍,是引起严重整机振动的主要原因之一.特别地,以先进涡扇发动机转子系统为代表的带有弹性支承、内外布置的多转子系统,其动力学特性具有特殊性,不对中的理论问题与工程需求十分突出.本文首先针对两类不对中问题(联轴器不对中和支点不对中),评述了目前不对中建模方法、不对中转子系统的动力学和振动特性方面的代表性研究成果.其次,针对航空发动机转子系统,详细综述了目前已有的套齿联轴器、弹性支承组件的动力学研究成果.在此基础上,作者针对其具体结构特征,进行了航空发动机转子系统不对中成因与模式分类,初步建立了联轴器不对中和支点不对中的转子系统动力学模型并进行了振动特性分析.     

多自由度非线性系统动态参数化模型建模方法研究

针对多自由度非线性系统的动态模型辨识问题,基于NARX(Non-linear Autoregressive with Exogenous inputs)模型的建模方法,考虑系统的物理设计参数,建立非线性系统动态参数化模型.首先,根据系统输入、输出数据建立系统不同参数下的NARX模型,并通过EFOR(Extended Forward Orthogonal Regression)算法对不同参数下NARX模型进行修正,以统一辨识得到的系统模型结构.随后,建立NARX模型系数与物理设计参数间的函数关系,得到多自由度非线性系统的动态参数化模型.以单输入、单输出两自由度非线性系统为例,根据数值仿真结果,对系统的动态参数化模型建模过程进行说明.最后,以带非线性涂层阻尼的悬臂梁作为试验对象,建立其动态参数化模型以反映其动力学特性.试验结果表明,非线性系统动态参数化模型能准确预测多自由度非线性系统的输出响应,为非线性系统的分析与优化设计提供了理论基础.     

大型旋转机械振动现场测试与故障特征分析

为了分析研究旋转机械的故障机理,对某发电厂200MW汽轮发电机组的停机过程进行了现场测试。结果表明,该机组转子系统具有复杂的振动特性和丰富的故障特征,存在明显的非线性故障和多重故障现象。本文基于这些振动测试结果,对转子系统的典型故障现象进行归纳,对其故障机理进行定性分析。所得实验数据和分析结果对大型旋转机械的动态设计、改造、监测与运行管理具有指导意义。     

嵌入式技术应用： 大型装备的智能化

在中国国家 863高技术发展计划项目《手持智能化大型旋转类设备故障监测与诊断设备》，中国国家自然科学基金资助项目《多重故障非线性转子系统关键理论及远程诊断的研究》共同资助下，针对大型装备的智能化运行、控制与管理，开展嵌入式技术应用，对中国大陆地区所开展的相关应用进行评述。 对大型装备在国民经济中的重要地位、装备制造业智能化以及嵌入式技术应用的发展趋势进行综述，提出嵌入式技术是实现大型装备智能化与自动化的重要手段，也是企业智能化与自动化的重要手段。 以大型气体压缩机、水泵、电机、汽轮发电机组、数控机床、工程机械、矿冶设备等为例，介绍嵌入式技术在大型装备状态监测、故障诊断与预知维修以及其他智能化方面的应用实例。