裂纹拉杆转子连接界面非线性建模与多参数演变规律研究

针对含拉杆裂纹的转子非线性振动现象,基于Paris裂纹扩展规律,建立了裂纹拉杆刚度模型;以界面接触刚度表征拉杆预紧作用,建立了轮盘接触刚度模型;采用Capone短轴承模型,完成了含拉杆裂纹的转子连接界面非线性动力学建模。通过系统Poincare截面分析发现,在转速与偏心多因素影响下得到的e-n分岔集中,系统在倍周期分岔与拟周期分岔之间交替变化;在裂纹扩展与转速的η-n分岔集中,解的分岔点分布不连续;不同转速下,位移随裂纹扩展的分岔轨迹比较复杂,拉杆裂纹的存在会加速或减缓分岔点的出现。结果表明:拉杆裂纹对转子稳定性作用机理受系统参数集的影响。研究结论对拉杆转子的参数设计与故障识别有一定意义。     

组合转子-轴承系统非线性振动相似律研究

针对重力对系统原型、模型滑动轴承处振动相似性影响的问题,采用量纲分析法推导了考虑重力影响的组合转子-轴承系统非线性振动相似律表达式。理论分析了考虑重力对缩比模型建立的限制,并提出补偿方案满足完全相似关系。在此基础上,考虑尺寸畸变的影响,采用优化理论推导了轮盘尺寸畸变相似关系。分别建立考虑重力影响和同时考虑重力和尺寸畸变影响的数值仿真模型对相似关系进行验证,并与未修正模型进行对比。结果表明,考虑重力影响和同时考虑重力和尺寸畸变影响建立的修正模型均能对原型轴承处振动响应及油膜涡动过程进行准确预测;而未修正模型的预测误差很大,不能指导非线性振动试验。     

裂纹拉杆转子尺寸效应机理与动力学特性研究

在利用相似规律设计不同尺寸拉杆转子时,由于尺寸变化,存在明显尺寸效应,含裂纹缺陷的转子尺度律机理尚不明确。本文基于量纲分析法,探究了裂纹扩展的尺寸效应机理。分析了不同尺寸机型,裂纹拉杆应力强度因子的分布规律与刚度变化规律;对比分析了不同尺寸机型对裂纹转子固有频率漂移现象的敏感性;最后提出了一种用拉杆预紧力的下降表征裂纹扩展过程的研究方法,通过实验比较了不同裂纹拉杆分布形式下转子固有频率的漂移现象。研究结论为拉杆转子的系列化设计与设备维护提供了理论基础。