故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不同支承條件下的動(dòng)力學(xué)特性分析.pdf

1、轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件，在國防、能源、電力、交通和化工等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用并發(fā)揮著重要的作用。近年來，由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)中各種異常振動(dòng)而引發(fā)的災(zāi)難性事故，使得人們越來越認(rèn)識到研究轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的重要性。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的優(yōu)劣將會(huì)直接影響到汽輪發(fā)電機(jī)組等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械是否能安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用在不同領(lǐng)域，所處的工作環(huán)境也各不相同，所以誘發(fā)轉(zhuǎn)子發(fā)生故障的原因也多種多樣。最常見的故障有碰摩，不對中，裂紋，

2、油膜震蕩，松動(dòng)等。除了單一故障外，還出現(xiàn)各種類型的耦合故障，其振動(dòng)特性更加復(fù)雜。
　　本文主要研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不同支承下的動(dòng)力學(xué)特性。運(yùn)用轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論，建立了系統(tǒng)的集中質(zhì)量模型。用數(shù)值和實(shí)驗(yàn)方法研究了簡單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不同支承模型下的動(dòng)力學(xué)特性，并且對每種支承下的不對中-碰摩耦合故障進(jìn)行分析研究。本文主要的研究工作具體如下:
　　首先，介紹了本文所涉及到的基本理論和數(shù)值算法，如求解轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的經(jīng)典理論，介紹了求解動(dòng)力學(xué)方

3、程的Newmark-β法，介紹了文中所用到的碰摩模型，介紹了不對中的機(jī)理，同時(shí)建立了不對中-碰摩耦合故障的動(dòng)力學(xué)模型;同時(shí)對于本文用到的支撐模型進(jìn)行分析，介紹了滾動(dòng)軸承模型和油膜力模型。
　　建立了簡支下發(fā)生不對中、碰摩、不對中-碰摩耦合故障的模型。簡單分析簡支下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在健康情況下的動(dòng)態(tài)特性。研究了不對中、碰摩、不對中-碰摩耦合情況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，考察了不對中角度、間隙、碰摩剛度、轉(zhuǎn)速、摩擦系數(shù)、不等參數(shù)變化對系統(tǒng)的影

4、響，發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并與參考文獻(xiàn)進(jìn)行比較驗(yàn)證。
　　其次，建立了滾動(dòng)軸承支承下發(fā)生不對中、碰摩、不對中-碰摩耦合故障的模型，簡單分析滾動(dòng)軸承支承下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在健康情況下的動(dòng)態(tài)特性。基于非線性理論和數(shù)值解法研究了不對中、碰摩、不對中-碰摩耦合情況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，考察了不對中角度、間隙、碰摩剛度、轉(zhuǎn)速、摩擦系數(shù)、不平衡量等參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響，發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)周期運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較驗(yàn)證。
　　最后，建立