含横向裂纹转子的瞬态振动

应用裂纹开闭条件由转子开裂轴段位移确定的刚度模型,借助摄动法,建立了含横向疲劳裂纹转子过临界转速瞬态振动的一阶近似微分方程。并通过数值积分,得到了这类非定常振动的近似解及其特性,进而讨论了有关因素的影响。     

含横向裂纹简单转子刚度的计算

以两端简支的 Ｊｅｆｆｃｏｔ 转子为对象,运用断裂力学和材料力学理论推导出含横向弓形裂纹的转子刚度计算公式,并在此基础上研究裂纹位置、裂纹深度和轴细长比 Ｒ／ Ｌ等参数对转子刚度的影响。计算结果表明,裂纹位置距转子中心越近、裂纹深度越深,转子的刚度就越小;转轴细长比越大,裂纹对转子刚度的影响就越大;当裂纹较浅时,可忽略平行于裂纹方向的刚度变化,而当裂纹较深时,应同时考虑与裂纹平行和垂直方向上的刚度变化。     

计算含裂纹圆截面梁振动的有限元法

通过计算圆形截面裂纹的应力强度因子,并对其积分,导出了含裂纹梁单元的元素刚度矩阵,提出了计算含裂纹圆截面梁振动的有限元法。算例表明,本文的结果与其他研究者的结果吻合良好。本文的方法为含裂纹转子的振动监测与诊断的研究提供了一个基础。     

裂纹转子启动过程振动信号特性仿真分析

利用数值积分方法得到了基于综合型裂纹模型的裂纹转子启动过程瞬态振动信号,对信号进行了等时间间隔和等角度间隔采样;并对信号进行分析得出了结论。     

裂纹转子的动平衡研究

转子上裂纹的出现使转子的刚度发生变化,给裂纹转子的动平衡带来新问题。本文通过数值仿真分析,对裂纹方位角对转子系统响应的影响进行了分析。分析结果表明,在不平衡的大小和位置不变的情况下,转子的同频响应随裂纹方位角的变化而变化,使得裂纹转子的平衡变得非常困难。     

具有横向裂纹转子的刚度研究

首先计算了含横向裂纹轴转动一周,裂纹处于不同开闭状态下,轴的十六个弯曲刚度的傅氏表达式,分析了诸刚度的特点及影响其变化规律的一些因素。进而,提出了转子空间位置唯一确定裂纹转子弯曲刚度的模型,给出了主要换算公式。     

Jeffcott裂纹转子弯扭耦合振动特性分析

以重力决定的开闭裂纹模型为研究对象，导出了固定坐标系下该模型的刚度扭阵，建立了裂纹转子弯扭耦合振动微分方程，并对转子裂纹的升速瞬态响应和影响因素进行了计算机仿真研究。结果表明：升速过程中，弯振存在1／3阶和1／2阶亚谐共振现象，扭振出现1／2阶亚谐共振；在弯扭左耦合区，出现弯扭耦合共振；在亚临界转速区，存在1X，2X和3X等倍频分量的弯振和扭振；影响弯扭耦合振动特性的因素很多，包括裂纹刚度、裂纹夹角、质量偏心和阻尼等。     

含横向裂纹的Jeffcott转子刚度分析

根据断裂力学理论和转子动力学理论,考虑沿3个坐标轴方向6个载荷的作用,推导出了含裂纹的转轴刚度。裂纹的开闭状态由裂纹面的应力决定。通过数值仿真计算发现:刚度在3个坐标轴方向上随着裂纹深度的变化幅度有很大差异,轴向刚度变化以及小裂纹情况下垂直于裂纹方向的刚度变化可以不考虑;随着细长比的增大,裂纹轴的刚度减小。     

转子系统振动的灰色预测优化控制研究

以灰色预测控制理论为基础 ,采用现代控制理论中的二次型优化原理 ,以控制力和响应加权最小为目标函数 ,设计了转子系统振动的灰色预测优化控制方案。并将该方案应用于带电磁阻尼器转子轴承系统的转子振动主动控制中 ,仿真结果显示转子振动的灰色预测优化控制具有建模迅速 ,控制及时、准确等优点。     

转子系统强迫振动自校正控制

给出了用于转子系统强迫振动主动控制的自适应控制方案,它主要由可控径向轴承和自校正控制器两部分组成。可控轴承为系统的执行元件,自校正算法则由多步递推预报器和控制器组成,通过在线测量转子系统输入输出值,调整油腔压力而使强迫振动振幅减小。仿真计算表明自适应控制适用于转子系统强迫振动控制,转子不平衡引起的振动幅值可有效地减小。     

转子系统振动的灰色预测控制研究

分析了转子系统灰色预测控制设计方法及应用。针对单盘对称转子轴承系统 ,建立了灰色模型 GM(1,1)为主体的灰色预测控制模块 ,进行了振动主动控制研究 ,仿真计算结果表明 ,将灰色预测控制理论与方法应用于转子系统振动主动控制是可行的、有效的     

发动机转子-滚动轴承系统的振动性能研究

针对发动机转子 滚动轴承系统建立了有限元模型,将弹性轴段、刚性圆盘和弹性支承的动力方程集结后得到系统振动方程,分析计算了支承刚度对系统固有频率的影响。将转子不平衡惯性力和轴承支反力作为激励,求解了系统的稳定响应,得出了合理设计支承刚度和阻尼,可以改善转子系统的振动特性的结论。通过转子系统模拟实验,对该结论进行了验证。     

旋转叶片振动测量新的技术方案研究

压气机的旋转叶片必须能够承受非常高的静应力动应力。静态应力可通过测量或理论计算确定，静态应力的理论计算与测量结果相当吻合；但动态应力主要靠试验测量来确定，其理论计算尚未能满足应用的需求。叶片的振动测量因而成为涡轮机械的一个重要研究领域。介绍了旋转叶片传统的测量技术，以及近几年来欧美国家正在研究的非接触式旋转叶片振动测量技术－叶定时测量技术，并针对某应用对象进行了测量方案的研究。     

运行转子径向振动的小波信号监测

针对运行转子径向振动的信号监测，介绍了小波分析的基本原理，提出了运行转子异常信号检测的原则。利用该原则，本文对实际转子运行的径向振动信号进行了小波信号监测分析，得出了较好的结论。     

Dynamic Characteristics of Rotor System with a Slant Crack Based on Fractional Damping

The traditional modeling method of rotor system with a slant crack considers only integer-order calculus.However,the model of rotor system based on integer-order calculus can merely describe local characteristics,not historical dependent process.The occur of fractional order calculus just makes up for the deficiency in integer-order calculus.Therefore,a new dynamic model with a slant crack based on fractional damping is proposed.Here,the stiffness of rotor system with a slant crack is solved by zero stress intensity factor method.The proposed model is simulated by Runge-Kutta method and continued fraction Euler method.The influence of the fractional order,rotating speed,and crack depth on the dynamic characteristics of rotor system is discussed.The simulation results show that the ampli-tude of torsional excitation frequency increases significantly with the increase of the fractional order.With the increase of the rotating speed,the amplitude of first harmonic component becomes gradually larger,the amplitude of the second harmonic becomes smaller,while the amplitude of the other frequency components is almost invariant.The shaft orbit changes gradually from an internal 8-type shape to an ellipse-type shape without overlapping.With the increase of the slant crack depth,the amplitude of the transverse response frequency in the rotor system with a slant crack increases,and the amplitude in the second harmonic component also increases significantly.In addition,the torsional excitation frequency and other coupling frequency components also occur.The proposed model is further verified by the experiment.The valuable conclusion can provide an important guideline for the fault diagnosis of rotor system with a slant crack.     

旋转机械动静碰摩耦合振动分析

针对摩擦转子系统动力特性建立一种耦合分析模型。结合摩擦热冲击温度方程和转子热弯曲方程,推导转子热弯曲与温度直接相关的微分方程,进而建立摩擦转子动力方程与热冲击温度方程耦合的时变方程。该耦合方程既包括摩擦力冲击和热冲击对转子动力特性的影响,也包括振动特性对摩擦热量的影响。运用该耦合模型,分析某实际发电机转子摩擦情况下的振动特性。给出摩擦截面碰摩力、温度、转子弯曲变形和振动波形随摩擦时间的变化情况,结合频谱图分析不同碰摩情况下振动谐波成分,得到振动随时间逐渐发散和波动的过程。给出碰摩位置和转速对摩擦振动的影响。运用分析结论解释某实际机组发生的摩擦现象。     

碰摩转子系统振动响应的频率特征研究

以刚度为分段线性的 Jeffcott转子为转子与静子碰摩的简化模型 ,建立了系统的运动微分方程 ,在碰摩作用的时间间隔相同 ,且每次转子与静子接触时间极短的情况下 ,推导出了系统运动方程解的形式和系统振动响应的频率特征 ,证明了在这种假设下 ,系统呈周期或拟周期运动 ,数值计算也验证了这一结论