膜片联轴器对转子系统动态特性的影响研究分析

用有限元分析膜片联轴器联接转子系统的振动特性与发生裂纹、碰摩故障时的动态特性与响应。利用各单跨转子临界转速与转子系统临界转速的比较分析,研究膜片联轴器对转子系统弯曲振动、弯扭耦合振动的影响,以及转子发生裂纹、碰摩故障时膜片联轴器的影响,并提出膜片联轴器在机器故障诊断与维护中的有利作用。     

非线性油膜力作用下联轴器耦合转子系统的稳定性和分岔

在非线性油膜力作用下 ,建立了转子 -联轴器系统的运动微分方程。非线性油膜力则采用有限差分法求解 ,对联轴器耦合的刚性转子系统和柔性转子系统分别进行了计算和分析。结果表明对于平衡转子系统在平衡点失稳后 ,在一个较大的转速范围内存在着稳定的涡动轨迹 ,联轴器两侧转子的质量相差越大 ,则发生 Hopf分岔所对应的转速越高。对于不平衡转子系统 ,在同步涡动轨道失稳后 ,系统将产生准周期和倍周期等一系列的分岔现象 ,并且质量偏心的位置对系统的动力学行为有影响。     

大间隙环流中复杂轴承-转子系统振动特性研究

基于Myklestad传递矩阵法建立了大间隙环流中动压滑动轴承-转子系统的运动方程，用迭代方法确定了轴承．转子系统的静态平衡工作点，采用数值方法分析轴承-转子系统的振动特性。数值计算结果表明：大间隙环流使轴承-转子系统的固有频率、阻尼临界转速和稳定性均发生了不同程度的变化。大间隙环流不仅与轴承．转子系统发生了动态固耦合，而且也发生了静态固耦合。     

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...     

转子耦合效应对高速角接触球轴承振动的影响分析

根据滚动轴承-转子之间的位移耦合关系以及载荷平衡关系,建立了基于轴承内部载荷-变形协调条件的滚动轴承-转子系统耦合动力学模型。以单转子系统中的对称布置的一对276927NK1W1(H)型角接触球轴承为例,分析了滚动轴承运转过程中转子耦合效应对其振动的影响以及轴承工况对耦合的影响规律。分析结果可为轴承失效分析提供更准确的参考依据。     

转子的几何参数对某DH型压缩机组动力学特性的影响

给出了齿轮联轴器耦合转子-轴承系统的运动微分方程，并针对某国产DH型离心压缩机齿轮轴-齿轮联轴器-电机轴系统进行了动力学分析。数值结果表明，齿轮轴外伸端长度对轴承的负荷分配和系统的临界转速影响十分明显，而对系统的失稳转速则影响较小。当外伸端长度缩小为原长的一半时，DH型离心压缩机齿轮轴-齿轮联轴器-电机轴系统在轴承处的不平衡响应有增大的趋势。     

大型离心压缩机转子系统不平衡响应分析

以某大型离心压缩机转子系统为研究对象,考虑膜片联轴器和5瓦可倾瓦轴承的影响,首先建立转子-轴承系统的有限元模型;然后按照相关标准进行不平衡响应计算,分析了各种轴承参数,如长径比、间隙比以及润滑油型号对轴颈振幅的影响;最后将所得到的结果与工厂试车数据进行了对比分析,研究结果可为压缩机转子系统轴承参数选择提供理论参考.     

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。     

液下硫磺泵的转子动力学分析

为减少长轴液下硫磺泵转子系统的振动,基于转子动力学对液下硫磺泵进行研究,以转子体、轴承、轴承座以及联轴器构成转子系统,运用ANSYS模拟转子系统的临界转速、转子不平衡引起的同步振动响应。结果表明:转子系统在第一阶临界转速下运行,为刚性转子;在前四阶临界转速下,轴承处的变形都较小;在加载了不平衡量的谐响应分析中,轴承与叶轮都在前四阶固有频率下产生共振现象,两叶轮振幅接近,各轴承最大振幅也远小于标准要求。液下泵转子系统的动力学研究对预防转子破坏引起的故障具有重要意义。     

基于电磁力的转子不平衡-不对中振动靶向抑制

针对旋转机械中转子不平衡-不对中耦合振动问题,提出了基于离散PD算法并采用电磁力抑制转子耦合振动的控制策略.建立转子-轴承-AMA系统模型,引入转子不平衡和联轴器平行不对中故障力,对离散PD控制策略控制效果仿真分析.搭建试验台,从频域角度对不同频率成分进行选择性控制,针对不平衡-不对中耦合故障以及振动信号中的噪声成分,...     

Dynamic characteristics of multi-degrees of freedom system rotor-bearing system with coupling faults of rub-impact and crack

Extensive studies on rotor systems with single or coupled multiple faults have been carried out. However these studies are limited to single-span rotor systems. A finite element model for a complex rotor-bearing system with coupled faults is presented. The dynamic responses of the rotor-bearing system are obtained by using the rotor dynamics theory and the modern nonlinear dynamics theory in connection with the continuation-shooting algorithm（commonly used for obtaining a periodic solution for a nonlinear system） for a range of rub-impact clearances and crack depths. The stability and Hopf instability of the periodic motion of the rotor-bearing system with coupled faults are analyzed by using the procedure described. The results indicate that the finite element method is an effective way for determining the dynamic responses of such complex rotor-bearing systems. Further for a rotor system with rub-impact and crack faults, the influences of the clearances are significantly different for different rub-impact stiffness. On the contrary, the influence of crack depths is rather small. The instability speeds of the rotor-bearing system increase due to the presence of the crack fault. The results obtained using the new finite element model, presented for computation and analysis of dynamic responses of the rotor-bearing systems with coupled faults, are in accordance with measurements in experiment. The formulations given can be used for diagnosis of faults, vibration control, and safe and stable operations of real rotor-bearing systems.     

齿轮传动转子系统弯扭耦合振动研究

为分析齿轮传动复杂轴系的振动问题,根据有限元法和拉格朗日法,考虑陀螺效应、油膜支承等因素,得到了转子-轴承系统的弯扭耦合振动模型;在此基础上,根据齿轮副运动过程中啮合刚度和啮合阻尼的变化,得到了齿轮副系统的弯扭耦合振动模型。然后,根据齿轮副的实际排列方式,引入方位角,使得转子模型与齿轮副模型坐标统一化,并将其耦合到一起,得到了更加接近实际的齿轮转子模型,并且计算了其临界转速和振型。研究结果表明,耦合后转子的临界转速低于单转子的临界转速,齿轮传动对转子轴系振动有着明显影响。     

双跨转子轴承系统耦合实验研究

在多功能转子实验台上，对具有双跨度、三个圆柱滑动轴承支撑的多圆盘弹性转子轴承系统不同位置的振动信号进行分析。通过对位移信号的快速FFT变换，分析了系统振动信号的基本特征，研究了双侧转子对中间轴颈振动的影响；用信号能量和信号功率指标分析了转子弹性能的分布。结果表明：中间轴承相对于系统承受最大的振动模值，同时该轴颈的振动信号包容了系统振动的所有信息，反映了双跨间耦合对中间轴承的作用；振动信号的能量和功率指标验证了上述结论。     

摇摆工况下错位瓦轴承支撑的转子系统动力学特性

基于轴承刚度和阻尼的分段线性化假设,建立了不同横摇角度的转子轴承模型;利用DLAP软件,耦合求解错位瓦轴承支撑的转子系统的动力学模型;采用特征值和特征向量、不平衡响应分析、稳定性分析和瞬态动力学分析等手段,研究了轴系的稳定性和安全性,并与正常工况下轴系的动力学特性对比,得到了摇摆工况下错位瓦轴承支撑的转子系统的动力学特性。     

Nonlinear coupled dynamics of flexible blade-rotor-bearing systems

The nonlinear dynamic behavior of a rotor-bearing system with interaction between blades and rotor is addressed in this paper. Using the Lagrange equation, a time-dependent nonlinear model of a flexible blade-rotor-bearing system is established, in which the rotor is supported by journal bearings and the blades are modeled as pendulums in order to analyze the dynamic coupling between the elastic blades and the flexible shaft. To emphasize the gyroscopic effect of the rotor, the disk is assumed to be located at an arbitrary position of the shaft. Employing the orthogonal transformations, the 1-nodal diameter equations of motion of the blades, which are coupled with the dynamic equations of the rotor, are decoupled with other equations of the blades. Then the parametric excitation terms in the blade-rotor-bearing system are simplified in terms of periodic transformations. The dynamic equations with nonlinear oil-film forces are numerically solved using the Runge-Kutta method. Bifurcation diagrams, three-dimension spectral plots, and Poincaré maps are employed to analyze the dynamic behavior of the system. The numerical results show that the nonlinear dynamic behavior of the system varies with the increase of the rotational speed. And the effect of the nonlinear vibration of the rotor on the blade vibration is discussed.     

吴消元法在转子动力学研究中的应用

以转子一轴承系统中短轴承的转子涡动，具有非线性支撑的柔性Jeffcott转子模型的周期响应为研究对象，对吴消元法在转子动力学研究中的应用作了初步探索。将吴消元法的特征列思想和Maple软件的符号计算机功能相结合，实现了对短轴承涡动参数的解析计算及对柔性Jeffcott转子模型周期响应的解析分析，在此基础上对Jeffcott转子的动态特性作了进一步的分析。     

涡轮泵流体静压轴承设计及性能特性分析

针对流体静压轴承在液体火箭发动机涡轮泵中的设计和应用,以现有的滚动轴承支承的涡轮泵转子为应用对象,提出流体静压轴承的参数设计思路,采用粒子群优化算法设计得到支承刚度最大化的轴承结构参数组合,并计算分析所设计轴承的性能以及轴承-转子系统的动力学特性。分析表明：优化设计得到流体静压轴承的承载力和支承刚度可以满足要求,但轴承总流量达泵流量的21%,这会显著降低涡轮泵的总体效率;仅将滚动轴承改为流体静压轴承,而不改变其他结构或布局,转子的稳定性不能满足要求;涡轮泵流体静压轴承转子系统设计时应尽量将轴承布置在转子位移较大的位置,以充分发挥其阻尼作用。     

含柔性转子的齿轮-轴承系统动态特性分析

为了分析齿轮系统动力学中的全耦合振动,提出采用虚拟样机建模的方法,将柔性转子引入到啮合耦合系统中,考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙和轴承间隙的影响,建立齿轮-柔性转子-轴承系统虚拟样机模型,通过求解模型的动力学方程得到系统的非线性动力学响应。仿真结果表明:考虑柔性转子的耦合系统,啮合冲击峰值下降明显;转子柔性增加,齿轮低频扭转振动出现"拍"现象;高速轻载时啮合振动非线性特性增强;轴承间隙增大使啮合力振动幅值显著增大。     

Bifurcation analysis of flexible rotor supported by couple-stress fluid film bearings with non-linear suspension systems

This study analyzes the dynamic behavior of a flexible rotor supported by two couple-stress fluid film journal bearings with non-linear suspension systems. The analysis employs a short journal bearing assumption and considers the respective effects on the dynamic response of the system of the lubricant type (i.e. Newtonian or non-Newtonian), the bearing housing suspension system (i.e. linear or non-linear), the rotor speed and the degree of rotor unbalance. The behavior of the system is analyzed by reference to bifurcation diagrams, dynamic trajectory diagrams and Poincaré maps, respectively. In general, the results show that the dynamics of the system are significantly dependent on the rotor speed and the degree of rotor unbalance. Furthermore, it is found that the use of a couple-stress fluid lubricant enhances the dynamic stability of the rotor-bearing system considerably compared to that obtained when using a traditional Newtonian lubricant. Finally, the results show that the common assumption of a linear journal housing suspension system results in a significant underestimation of the vibrational amplitudes of both the rotor and the bearing and should therefore be replaced by a non-linear assumption.