阶梯轴中扭转弹性波传播理论及轴系扭振动力响应计算

以工程中常见的多级阶梯轴连续模型为研究对象,利用弹性波传播理论,对于某轴段在一均布扭振激励力矩作用下的整个轴系的扭振响应进行了研究,通过建立各轴段的波动方程组,利用边界条件,实始条件及在变截面处的反射,透射现象,得到了各个轴段中的行波沿轴向传播的表达形式;利用数值迭代方法可求得任一截面上的扭振动力响应。以汽轮发电机组轴系为对象,进行了扭振动力响应计算的研究,并与其它方法进行了比较。     

扭转弹性波主动控制中传感器和二次源的优化布置

建立抟转弹性波主动控制系统的物理模型,研究二次源、误差传感器位置对最优控制效果的影响。研究并证明以位移响应为控制目标函数和以功率流为控制目标函数在扭转弹性波主动控制最优效果的实现上,两者的同一性,从而使得在主动控制的实现上,用简单的位移测量就可以代替关于振动能量传递所进行的复杂的测点布置和计算处理,使主动控制的实际操作变得简单易行。试验研究进一步证实了在扭转弹性波主动控制最优控制效果的实现上,对二     

巨型轴系的精确扭转弹性波模型研究

建立了反映巨型长轴系的扭转弹性波模型,从而在本质上揭示扭转弹性波发生和传播的机理,为进一步寻求减振消振的有效方法,提高工业工程生产效率,降低能耗提供理论基础.     

巨型轴系的精确扭转弹性波模型研究

建立了反映巨型长轴系的扭转弹性波模型,从而在本质上揭示扭转弹性波发生和传播的机理,为进一步寻求减振消振的有效方法,提高工业工程生产效率,降低能耗提供理论基础.     

用当量长度法确定变截面阶梯轴的扭转刚度

以机械传动中所常见的开有花键或键槽的变截面阶梯轴为例,根据刚度相同条件,推导出了在扭矩作用下变截面阶梯轴所对应的当量长度的计算公式。从而可利用材料力学中求解等直径圆轴扭转刚度的一般公式简便地求出变截面阶梯轴的扭转刚度。     

弹性连杆机构主动控制的实验研究

实验研究了具有多个弹性杆的连杆机构的主动控制效果。在机构的弹性杆件上贴上压电陶瓷片作为驱动器，通过测量弹性杆上输出点的动态应变，确定机构动力系统的状态，实时地进行最优反馈控制。实验结果表明了这种控制方案的可行性     

变截面轴中弹性波传播特性试验研究

在对大型旋转机械转轴进行状态监测时,振源的振动需要通过轴等的传播后进行间接测量,振动信号在轴中传播时也可能发生变化,因此有必要对轴中弹性波的传播特性进行研究。轴中弹性波的传播特性则受到轴本身几何尺寸、形状等因素的影响,同时转速也可能对弹性波在转轴中的传播特性产生影响。在理论研究的基础上搭建试验系统,研究变截面轴截面变化形式、端面面积比以及转速对弹性波传播特性的影响。试验结果与理论分析结果吻合,证明了轴截面面积变化、面积比以及转速对弹性波的传播特性存在影响。     

弹性连杆机构振动的模糊主动控制研究

根据弹性连杆机构的特点，给出了一种基于传感器输出反馈，用于控制机构振动的模糊控制器的设计方法，研究了模糊论域的形成，偏差和偏差变化率的模糊化，控制输出的解模糊，以及通过模糊辨识获取模糊控制规则等问题，所给方法原理简单，计算便捷，最后，对一个四连杆机构的模糊振动控制进行了仿真研究，说明了该方法的正确性和有效性。     

对由轴弹性变形产生回差的研究

对于双向精密齿轮传动链，轴弹性为形也是影响回差计算的主要因素之一。现行计算方法仅计及弹性扭转变形对轴弹性变形产生回差的影响，因此存在较大误差。本文通过系统的分析及计算，导出了包括轴弹性扭转变形及弹性弯曲变形影响在内的轴弹性变形产生回差的计算公式。本文研究表明，轴弹性弯曲为形对轴弹性变形产生回差的影响不容忽视。     

确定阶梯轴扭振固有频率的混合状态方法

提出的新方法将阶梯轴分为若干段,每段可视为等截面轴,每段内所满足的扭振混合状态方程可精确地求出,然后利用两段之间的连续条件和边界条件将固有频率求出。     

INVESTIGATION OF SIMULATION EXPERIMENT ON ACTIVE CONTROL OF TORSIONAL VIBRATION IN A TURBOGENERATOR SHAFT SYSTEM

According to the theoretical analysis and calculation on the base of continuous mass system, the simulation experimental investigation on active control of torsional vibration in a turbogenerator shaft system is conducted. A test installation with the excitation of generator motor and multi-stepped shaft system is established to simulate the torsional vibration of a turbogenerator rotor shaft system, and to examine the active control strategy presented. Some useful results are reached in the experimental study.     

大型汽轮发电机组转子轴系扭振弹性波的解析研究

建立了汽轮发电机组轴系的弹性连续体扭振模型,提出了求解复杂阶梯轴系扭振波动方程的解析方法。计算了一台200MW机组转子轴系扭振波动特性的精确解,并与离散系统计算结果做了比较。根据机组扭振干扰力矩的复杂性和随机性,利用该方法进行了网机耦合作用下的扭振强迫振动考核。     

基于二次型全局最优控制算法的汽轮发电机组轴系扭振主动控制模拟

把线性定常二次型全局最优控制算法与大型汽轮发电机组轴系扭振理论相结合,以减少轴系扭振能和控制源能量为优化目标,提出了大型汽轮发电机组轴系扭振的线性定常二次型全局最优控制理论,构造了汽轮发电机组轴系扭振主动控制的状态空间方程。阐述了求解离散黎卡提矩阵代数方程的非递推解法,提出利用求解哈密特矩阵特征值问题来确定二次型最优控制反馈矩阵的方法。为了考查扭振主动控制效果,编制了适用于离散系统扭振主动控制的仿真计算程序,利用所编程序对一台200 MW汽轮发电机组轴系进行了扭振主动控制模拟计算,并进行了扭振主动控制的时域特性分析。分析结果表明,采用线性定常二次型全局最优控制理论对汽轮发电机组轴系扭振进行主动控制,不但有很好的减振效果,而且所需控制力矩较小。     

基于连续小波变换的汽轮发电机组轴系扭振及其主动控制模拟试验的研究

根据连续小波变换具有较二进离散小波变换和小波包变换更精细的尺度分辨率的特点,提出了适用于工程界的小波变换结果的表述方法,研究了小波分析方法在汽轮发电机组轴系振动及其主动控制模拟试验中的适用性问题。通过对汽轮发电机组轴系振动及其主动控制模拟试验数据的小波分析,得到了较为满意的结论。     

OPTIMUM CONTROL TO A PARTIALLY CONTROLLED TURBOGENERATOR SHAFT TORSIONAL VIBRATION SYSTEM

0 INTRODUCTION*It is well known from theoretical investigation that a mechanical vibration system is controllable. Zero vibration for every modes of a system can be achieved if the control is applied to each mode. Unfortunately，it is impossible to achieve this in engineering practice. For an active vibration control system with many variables，the number of vibration-resistant forces that can be applied is limited. In general，active control is only applied to a few of the most harmful v…     

台阶轴校直工艺计算方法及实验研究

在研究热处理后台阶轴轴肩处发生弯曲变形的基础上，根据弹塑性力学理论，探讨应力集中对校直过程的影响，提出台阶轴校直工艺计算方法。实验研究表明该方法能有效应用于台阶轴的校直过程，对制定齿轮轴等台阶轴零件校直工艺有一定的指导意义。     

汽轮机进汽管道压力脉动及其对轴系扭振稳定性的影响

介绍了一种能导致汽轮机轴系扭振失稳的因素。在一次电厂试验中发现,调节汽阀的快速操作会激起进汽管中的压力脉动;对配有高速调节系统的汽轮机,如果蒸汽管道压力脉动的固有频率与轴系扭振固有频率相近,则会发生轴系不稳定扭振,并可能造成轴系破坏。     

300MW汽轮发电机组轴系扭振机电耦合冲击响应的模拟研究

大型汽轮发电机组轴系扭振是发电机机械系统与电网系统相互耦合作用的结果。由于电网负荷变化的随机性,突发性及多样性,机组承受的扭振冲击载荷及其响应特性十分复杂。本文采用弹性连续体振动波动方程的解析方法,分析了300MW汽轮发电机组的扭振响应特性,并针对几种典型的外部激励,对网机耦合作用下机组轴系的扭振强迫振动进行了计算机模拟考核。     

DESIGN AND ANALYSIS OF NOVEL ACTIVE ACTUATOR TO CONTROL LOW FREQUENCY VIBRATIONS OF SHAFT SYSTEM

Aiming at providing with high-load capability in active vibration control of large-scale rotor system, a new type of active actuator to simultaneously reduce the dangers of low frequency flexural and torsional vibrations is designed. The actuator employs electro-hydraulic system and can provide a high and circumferential load. To initialize new research, the characteristics of various kinds of active actuators to control rotor shaft vibration are briefly introduced. The purpose of this paper is to introduce the preliminary results via presenting the structure, functions and operating principles, in particular, the working process of the electro-hydraulic system of the new actuator which includes a set of high speed electromagnetic valves and a series of sloping cone-shaped openings, and presenting the transmission relationships among the control parameters from control signals into the valves to active load onto shaft. The course of the work is dynamic, and a series of spatial forces and moments are put on the shaft to get an external resultant force to reduce excitations that induce vibration of shafts. By checking states of vibration, the actuator can control the impulse width and the interval of injection time for applying different control force to a vibration shaft in two circumference directions through the regulating action of a set of combination directional control valves. The results from simulating analysis and experiment show evidence of that this design can satisfy the case of active process of decreasing of flexural and torsional vibrations.     

主动磁轴承转子系统动力学特性的研究

以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象,以传统的转子动力学分析理论和方法为基础,结合电磁轴承系统分析理论和方法,研究电磁轴承支承条件下转子系统的动力学特性。应用基于系统传递函数的刚度、阻尼特性分析理论和方法,建立用于分析电磁轴承转子系统动力学特性的理论和方法。并对一个实用型１５０ｍ３制氧透平膨胀机样机的研制和试验进行指导和结果验证。