舰船摇摆作用下滑动轴承-齿轮副系统动力学分析

在舰船摇摆作用下,利用拉格朗日方程建立滑动轴承-齿轮副系统动力学模型。模型中引入非线性油膜力,将齿面、齿背侧啮合力同时考虑。计算了不同输入转速、扭矩作用下齿轮轴静平衡位置,及船体纵横摇摆下齿轮副的振动响应。为研究齿轮副相对于摇心偏置位置的影响作用,计算了不同偏置位置下系统的位移、啮合力及油膜力变化情况,发现随着偏置距离的增加,齿轮的振动响应、轴承油膜力幅值明显增大,油膜力方向大范围波动。此外观察了较小齿侧间隙下摇摆引起的挤齿现象,发现挤齿现象可仅在一侧偏置方向上发生。从齿轮及轴承安全性角度,为舰船设计中齿轮箱布置位置提供理论参考。     

薄膜节流器动静混合径向气体轴承性能

对薄膜节流器动静混合径向气体轴承进行理论研究与数值仿真,建立薄膜节流器内气体流动模型并进行简化,采用流体阻抗法将薄膜节流器的流量表达式并与气体轴承小孔节流流量表达式联立,使用牛顿迭代法对非线性气体雷诺方程进行处理,采用有限差分法对上述方程进行离散化进而求解含有薄膜节流器小孔节流气体轴承的雷诺方程,得到薄膜节流器的气体流量分配规律,进而获得有转速和零转速下轴承承载力。数值仿真结果表明,节流器气腔高度和节流器出口直径是薄膜节流器设计的关键参数,气腔高度越小,节流器出口直径越小,承载能力越大;使用薄膜节流器后,各节流孔的入气压力均有所降低,但是各孔之间的入气压力差增大,进而显著提高气体轴承承载能力。     

汽轮机配汽设计的优化

根据现有汽轮机运行中出现的实际问题,对调节级不平衡汽流力和轴承静、动特性进行了理论计算,发现了汽轮机配汽方式对瓦温、瓦振、轴心位置等的影响机理,阐明了汽轮机配汽方式对轴系安全性的影响,并提出了汽轮机配汽的综合优化设计方法.结合现场运行实践,进一步全面系统地分析了配汽优化对机组安全性和经济性等各方面的影响.     

基于子循环-样条插值预测校正方法的流固耦合分析

流固耦合计算通常使用的多场弱耦合方式会引入滞后误差,从而导致计算发散,尽管改进的线性预测校正方法可以消除误差,提高稳定性,但是存在计算时间耗费大的问题.为此提出将子循环方法与基于样条插值的预测校正方法相结合的耦合分析方法,并成功应用于流固耦合问题的数值计算,通过计算超声速壁板非线性颤振问题,表明此方法不但可以保持计算稳定性,而且可以降低计算时间耗费.此外,还模拟与分析样条插值点数对结果的影响,结果表明只需采用较少的插值点数就可以获得满意的精度.     

旋转机械碰摩擦故障特性分析

对旋转机械的转子发生部分碰摩时引起的振动特性进行分析，提出了变度分段线性的非线性数学模型，并采用解析和数值分析的方法地此数学模型进行了分析，并进而对数值计算结果进行了快速富里叶变换（ＦＦＴ），所得结论与实验结果相吻合。为旋转机械碰摩故障诊断２提供了一定的理论依据。     

轴心轨迹特征的提取方法及其在旋转机械故障诊断中的应用

提出了一种新的平面图形加权编码方法，通过将此方法用于神经网络轴心轨迹识别证明，这种新的编码方法比传统的布尔编码方法具有更高的图形识别准确率。     

转子-联轴器-轴承-隔振器系统不对中及锁频故障实验研究

通过搭建转子-联轴器-轴承-隔振器系统实验台来模拟舰船主汽轮齿轮机组及其隔振系统,并通过轴承标高调节装置和不平衡质量来模拟实际机组运行过程中的不对中故障,分别研究了静、动态不对中和低频锁定故障的特征,并给出了解决途径．实验研究结果表明,对于含有隔振器的转子-联轴器-轴承系统,静态不对中和不平衡力等引起的动态不对中都会激起2倍频振动;在转速达到隔振系统的固有频率以后,系统有两个主要的振动频率：基频和被锁定的低频,说明系统出现结构不稳定性,发生概周期分岔,锁频故障会严重威胁转子系统的安全稳定运行．研究结果可以为舰船主汽轮齿轮机组及其隔振系统的不对中和锁频故障诊断以及稳定性理论分析提供实践依据．     

基于非对称模型的发电机转子-轴承系统动力特性分析

该文在旋转坐标下建立了发电机非对称转子 -轴承系统的数学模型 ,推导了非对称转子、轮盘和轴承的传递矩阵。针对传统传递矩阵法存在的对多自由度非对称转子 -轴承系统的数值不稳定问题 ,该文在构造系统非对称部件的传递矩阵时 ,引入了Riccati变换 ,使之适合于复杂实际非对称转子动力特性的求解。将这种方法应用于某 6 5 0MW核电发电机转子 轴承系统的动力特性计算 ,计算结果与实验结果吻合的较好 ,证明该方法能解决传统方法不能解决的实际非对称转子 轴承系统动力特性 (临界转速、不平衡响应和稳定性等 )的计算问题 ,为非对称电机转子的设计提供了更准确的计算方法。     

Simulation and experimental study of fluid induced excitation mechanism for liquid rocket engine immerged rotor

Low frequency vibration has occurred in the turbine pump of one type of liquid-propellant rocket engine,which threatens the safety and reliability of the rockets and their engines seriously.To figure out the mechanism of the low frequency vibration faults,in this paper,a dynamical model of a immersion turbine pump rotor system was established for the consideration of the vibration caused by small gap annual flow excitation which properly happened in immersion turbine pump rotor.The Newmark directly integral method was used to simulate the vibration characteristics of turbine pump,and an experiment was also carried out to investigated this problem.Results showed that,the small gap annual flow excitation could induce large amplitude low frequency vibration on the turbine pump rotor bearing system.The amplitude and frequency of low frequency vibration had relation with the parameters of the turbine pump clearance structure,such as the clearance ratio,length-diameter ratio and the viscosity of the fluid medium.In order to avoid the vibration induced by the small gap annual flow excitation,sealing effect should be improved and length-diameter ratio should be decreased.     

滑动轴承非线性油膜力研究

为了掌握轴承的动力学特性，实现转子轴承系统的非线性动力学设计，提出了附着极限压力边界条件，将Reynolds方程的求解问题转化为可分离变量的二阶非线性方程，得出了轴承油膜力与载荷相平衡的油膜压力，解释了油膜力的作用机理，为转子轴承系统的非线性动力学设计打下了基础。