一、转轴临界转速的近似计算方法（论文文献综述）
舒浩[1]（2021）在《基于轴系参数辨识的无试重模态动平衡方法》文中研究指明旋转机械日益由低转速、小功率向高转速、大功率迈进,转子振动影响着机械系统的高效运行,研究表明,大约70%的转子振动故障来源于转子不平衡问题,因此,转子动平衡方法的研究至关重要;而现有动平衡方法中,大多需要添加试重,这势必会降低平衡效率且在一定程度上对零件表面结构造成破坏,因此,越来越多的学者向无试重平衡法展开了研究;除此之外,集中不平衡质量模型被广泛应用于转子不平衡参数识别中,此时,未考虑不平衡量在轴上的任意分布及轴承特性参数对转子振动的影响;且在平衡盘数量有限时,传统平衡方法降振效果不明显。因此,本文基于转子的偏心为空间曲线这一基本假设,通过轴承处的振动对分布不平衡及轴承特性参数进行辨识,并将其运用到无试重模态平衡方法中。本文首先介绍了转子动力学的相关知识,包括临界转速、模态振型、不平衡响应的计算,详细阐述了影响系数法与无试重模态平衡法,为动平衡仿真提供理论基础;其次,采用有限元子结构法建立了转子-轴承系统模型,构造了轴承处振动与质量偏心曲线系数之间的关系矩阵,通过给定转子质量偏心,获取了多组转速下轴承处的振动数据;然后,构造了轴承处的响应与偏心曲线系数和轴承特性参数之间的关系矩阵,通过该振动数据,实现偏心曲线系数及轴承特性参数的辨识,并分析了有限元网格细化程度及转速个数对参数辨识的影响,通过辨识的实际运行状态下的轴承特性参数计算模态振型,并采用三次样条函数、拉格朗日插值函数等对离散振型数据进行曲线拟合得到振型函数,最后,通过质量偏心曲线及振型函数求解配重,实现无试重模态动平衡。以悬臂单盘转子-轴承系统为例,采用五次多项式函数表征转子质量偏心,分析不同偏心曲线系数组合对不平衡响应的影响,在四个不同转速下测量转子一倍频处的振动,随着不平衡量及转速的增大,轴承处振动越大;然后通过上述振动数据进行了参数辨识,进而求解配重,将配重添加到配重盘上,结果表明,平衡后的转子振动降低了50%左右,验证了该动平衡方法的有效性,由平衡效果可知,振型函数拟合效果越好,动平衡精度越高;最后,将该方法与单面影响系数法的平衡效果进行对比分析,表明该无试重模态平衡法较影响系数法好。本文考虑了分布不平衡质量模型,仅通过测量轴承处振动即可实现转子动平衡,无需添加试重,保证了零件表面结构不被破坏,提高了平衡效率,为高速运行的转子提供了平衡方法,降低了轴承处振动,且该方法可对转子振动状态监测提供指导。
张玉皓[2]（2021）在《汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究》文中指出汽轮发电机组是电力生产的主要设备,作为能量转换和输出的中间环节,其轴系在蒸汽和电磁力矩的作用下产生弹性角变形和扭转振动,可能诱发轴系疲劳损伤。本文以轴系弯扭振动模型为基础,通过在线工作变形分析评估轴系安全性,提出了更加准确的扭振测量方法,开发了扭振监测和安全性分析系统,研究成果有助于避免扭转振动故障造成机组严重损伤、提高机组运行安全性。首先,分析并建立叶盘系统的动力学模型并进行固有特性分析,利用动能等效方法,给出了长叶片轴段在扭振建模中的刚性盘等效条件。推导了Timoshenko弯扭梁轴单元模型,系统模型考虑了弹性支承、刚性支承的影响,以及陀螺力矩的作用,建立了轴-盘-支承系统的有限元模型,通过仿真分析了轴系的弯扭振动固有特性。利用矢量叠加原理构建轴截面同步旋转向量,用于分析旋转轴系扭振或弯扭振动的调制特征。其次,通过轴系危险截面与典型结构应力分析相结合的方式开展轴系的安全性分析。利用惯性单元和弹性单元建立的轴系扭振模型,进行轴系截面安全性分析;对于轴系典型结构,利用内嵌有限元工具组件的方式,建立典型结构的有限元模型,导入实测扭转载荷数据,对典型轴系部件进行在线应力分析。实现轴系危险截面与典型部件结构的安全性分析。再次,考虑到旋转运动和扭转振动具有相同的物理量纲,可实现转角和扭角的同源测量,提出了广义增量编码器模型的扭振测量方法。利用编码盘半周期角序重构,不改变整周期分度角的特点,提出了双周期的瞬时角速度计算方法,该方法可以在硬件条件不变的情况下增大一倍扭振信号采样率,避免带宽闲置现象。并从信号采样的角度解释了扭振信号的非对称失真和非对称采样的现象。分析了位移测量型的增量编码器的输出调频-调幅信号的形成机理,提出了等周期高差测距型编码器模型用以实现弯扭振动的测量方法。通过仿真和实验的方式对上述方法的正确性和有效性进行了验证。最后,结合核电汽轮机组的扭振监测与分析的工程应用需求和已有的工程经验,整合本文研究内容进行了工程技术的转化。研发了汽轮发电机组的轴系扭振在线监测与分析的成套装置。为了适应不同类型的扭振监测需求,引入数据中台和组态页面的开发模式,并采用时序数据库重新构建了数据结构和数据管理平台,通过功能与数据灵活组合配置,实现扭振监测装置的功能扩展。
王必成[3]（2021）在《超低温泵用高速永磁电机转子强度和模态分析》文中认为高速永磁电机具有体积小,功率密度大,效率高等特点,在很多领域被广泛应用,以高速永磁电机为核心的LNG泵在天然气产业具有广泛的前景。高速永磁电机转速高,转子外表面线速度大,永磁体抗拉强度差,强度问题尤为重要,而细长转子又会降低转子临界转速,导致高速工况有共振风险。特别是在低温环境,部分结构转子有着不同的机械特性,因此,本文基于一台额定功率40k W,额定转速35000r/min的超低温泵用高速永磁同步电动机,进行多种电机转子结构的机械强度计算和影响因素分析,并完成高速电机转子的模态分析、临界转速计算和影响因素分析。以电磁和机械性能为约束条件,得出了转子主要尺寸参数范围并确定参数,推导了转子强度数学计算模型并通过有限元法验证,并分析了转子应力分布,随后优化有限元算法;分析对比了过盈量、转子转速和温度对转子强度的影响;基于轴截面应力分布,提出了削弱端部应力的方法。阐述了有限元法常会遇到的应力奇异问题,基于此问题对后续结果进行处理。对转子结构几何形状不规则的表贴式转子和内置式转子结构应力进行计算;分析了三类典型材料的不同填充物、两种典型材料护套对表贴式转子强度的影响;并对削弱内置式转子应力方式进行分析。根据转子主要尺寸参数,对转轴进行设计,分别分析转轴、转子系统的自由模态和约束模态;通过坎贝尔图计算了转子系统的临界转速;分析了轴承的刚度和阻尼对转子系统临界转速的影响,以及转轴轴长的影响;基于强度计算分析了预应力对临界转速的影响。
许相坤[4]（2021）在《基于WS-ZHT3转子实验台的轮盘质量不平衡振动响应实验研究》文中指出汽轮机是火力发电厂的核心设备,其运行的稳定性和可靠性直接影响着火力发电厂的安全性和经济性。汽轮机转子质量不平衡是造成汽轮机运行故障最主要的原因之一,会造成机组内部动静之间的碰摩、汽封和油封机构损坏、轴承损伤、转子弯曲等一系列的安全隐患,严重时则会造成停机事故。所以研究汽轮机轮盘质量不平衡对振动响应产生的影响有着重要意义。论文基于WS-ZHT3多功能转子实验台,建立了质量不平衡转子模型,通过改变轮盘不平衡质量大小、两不平衡质量相对于轮盘形心所呈角度、不平衡质量径向位置和轮盘偏置量,对振动响应进行实验测量,分析了不同工况对转子振动响应的影响。本文主要研究内容及结果如下:（1）对在转轴中点位置的轮盘进行三点试重法单面动平衡实验,在轮盘对应角度添加平衡质量后,通过伯德图法进行单点和双点不平衡质量加重实验。结果表明:临界转速随不平衡质量增大而减小,临界转速下的振幅（最大振幅）和各个转速下的振幅随不平衡质量增大而增大;两个不平衡质量相对于轮盘形心所呈夹角越小,临界转速越小,振幅越大,两个不平衡质量相对于轮盘形心所呈夹角越大,临界转速越大,振幅越小。（2）通过改变轮盘不平衡质量径向位置,用伯德图法、频谱分析法和轴心轨迹法分别对转子各个工况下的振动响应进行实验测量,以保证实验数据的准确性,并引入灵敏度数学定义,分析了临界转速对不平衡质量径向位置改变量和对不平衡质量占轮盘质量百分比改变量的灵敏度。结果表明:不平衡质量在轮盘上的径向位置一定时,转子临界转速随着不平衡质量的增加而减小;不平衡质量占轮盘质量百分比一定时,不平衡质量在轮盘上的径向位置距离轮盘形心越远,转子临界转速越小;转子临界转速受轮盘不平衡质量改变量的影响效果远大于受不平衡质量径向位置改变量的影响效果。（3）分析了火电厂转子由不平衡质量引起的振动案例,针对案例中在不同测点位置添加试重的动平衡处理方法展开实验研究。对处于不同轴向位置的同一轮盘进行三点试重法单面动平衡实验和单点不平衡质量加重实验,并基于转子实验台的各个工况进行了理论计算和有限元分析,将理论和实验结果对比分析。结果表明:在三点试重法单面动平衡实验中,轮盘偏置量越大,轮盘需要添加的平衡质量越小,在对应平衡角度上添加对应的平衡质量并不能完全消除轮盘的不平衡量,偏置量越大,实验测得的临界转速与理论计算和有限元分析结果误差越大;同向涡动下的临界转速与反向涡动下的临界转速之间的差值随着轮盘偏置量的增大而增大;轮盘偏置量越大,不平衡质量对临界转速的影响越大。
刘志浩[5]（2020）在《考虑温度场作用的车用涡轮增压器转子动态特性及结构优化研究》文中研究指明在减少二氧化碳排放量和提升燃油效率的趋势下,涡轮增压器已经成为大部分燃油发动机所必需的设备。应用广泛的涡轮增压器,其转子是核心部件。对于高速旋转涡轮增压器转子来说,稳定运行是必须的也是非常重要的。由于涡轮增压器的工作环境恶劣,发动机排出的高温废气会把大量的热量传递给涡轮叶轮,通过转轴传递给压气机叶轮,然而压气机叶轮处于常温环境中,从而使转子产生较大的温度梯度。转子整体是由多种材料组成,其材料属性会随着温度的变化而改变,随着转速的增大进而影响转子的动态特性,若长期运行,会引发转子共振甚至转子会破坏。因此了解温度场作用下的转子动态特性是非常必要的。根据涡轮增压器转子的实际结构和工作条件,构建了涡轮增压器流场三维模型和转子模型。以温度场作用下转子的动态特性和结构优化研究为目的,建立了稳态流场下的数学模型和转子有限元模型。在CFX软件中采用共轭传热法计算多工况的转子温度分布,并通过涡轮增压器性能测试实验来验证传热数值模拟的可行性。将计算得到的转子温度分布数值以节点编号的形式导出,供后续转子有限元模拟计算使用。根据轴承参数并采用Dy Ro Be S软件获得油膜的非线性刚度、阻尼系数,将节点编号形式的转子温度数值利用“Commands”高级指令插入到转子有限元中,计算转子在常温环境与多工况温度场作用下的动态特性。对比分析发现,温度场对一阶临界转速影响较小,降低了二、三、四阶临界转速,从而导致转子的工作范围减小;降低了转子的稳定极限转速阈值,使转子提前进入不稳定区域,发生失稳。通过转子优化研究,揭示影响转子动态特性的因素,并以临界转速和稳定极限转速为优化目标,提出增大和缩短转轴长度以及增大转轴直径三种优化方案。为了节省计算时间,分析了常温环境下三种优化方案的转子动态特性,通过对比分析确定最终优化模型。将确定好的优化模型导入CFX软件和有限元重新计算并与原模型比较,证实优化后转子的临界转速最大提升10.22%,稳定极限转速最大提升5.98%。
陈峻琦[6]（2020）在《考虑浮环密封的转子系统动力学特性研究》文中进行了进一步梳理环形密封是旋转机械的重要组成部件,浮环密封作为一种非接触式环形密封,由于结构简单、运行可靠、密封性能好等优点被广泛应用于各种旋转机械中。大型旋转机械的结构复杂,工作环境恶劣,工作条件苛刻,容易因为各种原因发生故障。而浮环密封在这种复杂的流场环境中,不可避免地会与流场流体产生相互作用力,即流固耦合力。该作用力不仅会对浮环密封的稳态和动态性能产生影响,也会对整个转子系统的动力学性能产生重要影响。本文基于流体力学和固体力学相关理论,对工程中具有重要应用的一种浮环密封,进行了稳态和动态流场分析,并对具有该类浮环密封的转子系统动力学特性进行了研究,得出相关结论。基于一种整体流动模型,建立浮环密封间隙流场的非线性控制方程,并通过无量纲化和扰动分析得到间隙流场的无量纲零阶方程和一阶方程。基于浮环密封的运动机理对浮环进行受力分析,得到求解浮环自锁位置的一种迭代方法。运用有限差分法和SIMPLE算法的数值方法对无量纲控制方程进行离散和算法推导,并运用MATLAB软件编写计算机程序完成数值求解。首先对浮环间隙流场的稳态压力分布和速度分布进行了数值计算和分析。结果表明,稳态流场的轴向速度沿轴向方向不发生变化,沿周向方向随着间隙的增大而增大。周向速度在间隙进口附近迅速增大,随后沿轴向方向逐渐趋于平缓,沿周向方向随着间隙的增大而减小。压力沿轴向方向从间隙进口到出口呈近似线性递减的趋势,沿周向方向随间隙的增大而减小。考虑浮环结构和系统工况,分析相关参数对浮环稳态性能和动态性能的影响。结果表明,浮环泄漏量随着流体粘度、浮环长度和转子转速的增大而减小,随着浮环厚度的增大而增大,随着进口速度涡动系数的增大先增大后减小。浮环锁定偏心率随着流体粘度、进口速度涡动系数、浮环长度和转子转速的增大而减小,随着浮环厚度的增大而增大。锁定偏心与初始偏心的夹角随着各项参数的增大而增大。浮环间隙流体对转子的承载能力随着浮环长度、浮环厚度和转子转速的增大而增强,随着流体粘度的增大而减弱,随着进口速度涡动系数的增大而先增强后减弱。运用有限元法建立具有四自由度的Jeffcott浮环密封-转子系统运动微分方程,通过数值计算分析了系统的动力学特性。结果表明,系统的自由涡动轨迹是椭圆形,各阶固有模态振型变化很大,系统的临界阶数越高,相应的固有模态振型越复杂。最后分析了浮环结构和工况参数对系统前五阶临界转速和稳定性的影响。结果表明,各参数对系统前三阶的临界转速影响较大。其中,各阶临界转速随流体粘度的增大而减小,随进口速度涡动系数、浮环长度和浮环厚度的增大而增大。低转速情况下系统稳定性随流体粘度、进口速度涡动系数以及浮环厚度的增大而降低,随着浮环长度的增大而升高,当转速提高到一定值后,系统稳定性随流体粘度的增大而升高。
胡启龙[7]（2020）在《大型氢冷汽轮发电机密封瓦性能分析及其对振动的影响研究》文中研究指明密封瓦是大型氢冷汽轮发电机的重要部件,其诱发的不稳定振动在工程中经常发生。本文以单流环及双流环密封瓦为研究对象,对大型氢冷汽轮发电机密封瓦的性能及其对振动的影响开展了研究。首先,本文以基于短轴承理论的Ocvirk模型和CFD模型对密封瓦进行了性能分析,同时建立了密封瓦受力分析模型。研究了密封瓦性能影响因素,对单流环和双流环密封瓦性能进行了对比分析。研究表明:在小偏心率（小于0.6）情况下,Ocvirk模型计算结果与CFD模型计算结果基本一致,在工程允许的情况下,可替代CFD用于工程计算。偏心率、转速、半径间隙及密封油温对密封瓦的浮升力和泄油量有不同程度的影响。半径间隙过大或密封油温过高,浮升力较小,容易发生卡涩;半径间隙过小或密封油温过低,虽然浮升力较大、泄油量较小,有利于密封瓦的浮动和氢气的密封,但转子振动稍大就会导致摩擦。氢空侧压差过大,密封瓦处于平衡状态时偏心率较大,容易发生卡涩;但氢空侧压差过小,容易导致发电机内氢气不足,不能对发电机的定子和转子起到充分的冷却作用,要求运行中必须严格控制氢空侧压差,以保证机组安全稳定运行。相同条件下,单流环密封瓦较双流环密封瓦浮升力更大,泄油量更小,但双流环密封瓦的优点在于氢侧进油出现故障时,空侧进油能独立工作,阻止氢气泄露。当密封瓦自身重力和由于氢空侧压差导致的与瓦座间的摩擦力大于油膜的浮升力时,密封瓦会发生卡涩,容易导致密封瓦与转子摩擦。密封瓦与转子摩擦引发的力冲击和热冲击作用,会导致转子的不稳定振动故障。为了研究密封瓦引发摩擦热冲击作用下转子系统的振动,依据密封瓦受力分析模型分析了密封瓦卡涩条件,建立了密封瓦引发摩擦热冲击作用下转子系统振动分析模型,对密封瓦引发摩擦振动及其影响因素进行了研究。研究表明:密封瓦引发摩擦热冲击作用会导致转子出现热弯曲。工作转速低于临界转速时,转子系统振动会出现发散,且振动频率丰富、轴心轨迹不规则,容易从局部摩擦发展为全周摩擦;工作转速高于临界转速时,转子系统振动会出现周期性波动,且频率以基频为主,在有摩擦力时,轴心轨迹紊乱,在热弯曲恢复阶段,轴心轨迹比较规则。密封瓦与转子摩擦一般较轻,不太容易出现振动大幅爬升现象。升高密封油温可以增大密封间隙,增大密封间隙可以使密封瓦与转子摩擦减轻;此外,减小转子初始不平衡量也可以使密封瓦与转子摩擦减轻。因此,在密封瓦设计或安装过程中适当增大密封间隙、在机组运行过程中适当升高密封油温、通过动平衡试验减小转子初始不平衡量,都可以减轻或防止摩擦引起的振动故障。工程实践中还有一类不稳定振动故障与密封瓦摩擦非常相似,且容易被误诊断为密封瓦摩擦故障。有研究表明这类振动故障与微小间隙内转轴涡动引发的热效应有关。密封瓦、轴承等与转轴间的微小间隙内油膜的粘性剪切作用都可能使转轴表面产生周向温差,造成转子临时性热弯曲,进而引发转子振动故障。为了研究这类振动故障发生的机理,建立了转轴表面温度分布计算模型,研究了微小间隙内转轴涡动引发的转轴表面周向温差现象及其影响因素,分析了转轴表面温差对转子振动的影响。研究表明:微小间隙内转轴涡动过程中,转轴表面会出现油膜粘性剪切作用导致的周向温差,静偏心率越大、涡动幅度越大、转速越高、半径间隙越小,转轴表面温差越大。转子工作转速与临界转速决定了转轴表面温差对转子振动的影响。通过现场动平衡降低轴系的机械不平衡量,可以降低轴系振动,同时减小转轴表面周向温差。最后,为了防止密封瓦卡涩故障的发生,提出在密封瓦的密封面上开设轴向浅槽以增加密封瓦的浮升力。为此,建立了轴向浅槽密封瓦CFD模型,对轴向浅槽密封瓦及密封面光滑的密封瓦进行了对比分析。研究表明:在密封面上开设轴向浅槽后可产生阶梯动压效应,能有效提升动压区最大压力。与密封面光滑的密封瓦相比,有坝区和无坝区轴向浅槽密封瓦具有更大的浮升力,可有效遏制密封瓦卡涩故障的发生;同时,泄油量也更大,需要增大密封油进油量来更好地密封住发电机内的氢气。与无坝区轴向浅槽密封瓦相比,有坝区轴向浅槽密封瓦具有更高的浮升力和更小的泄油量,但结构相对复杂;在实际设计或工程应用时,应当对性能优劣、加工难易程度、坝区宽度等因素进行综合分析。
魏高山[8]（2019）在《航发内外双转子系统耦合动力学解析方法研究》文中研究表明航空发动机普遍采用双转子结构,即低压转子和高压转子套装的形式,转子系统的叶盘数目多,支点多,转子不平衡、支点不对中所带来的振动是航空发动机振动故障的主要来源。航空发动机内外双转子固有特性、不平衡振动响应、不平衡振动在双转子之间的耦合、内外双转子系统支点不对中条件下双转子系统的振动特性是理论和工程技术领域的重要课题,缺乏深入的研究。理论、仿真和实验相结合是研究航空发动机振动特性的主要方法,但是目前关于航空发动机双转子振动特性研究的试验台较少。本文针对某型航空发动机内外双转子系统,开展航空发动机双转子系统振动特性分析,首先基于航空发动机的内外双转子系统,引入套齿联轴器和中介轴承,根据等效质量和等效转动惯量原理对原型机进行模化,建立四盘五支点内外双转子系统简化动力学模型,分析双转子系统的固有特性。其次基于New-mark数值积分法分析内外双转子系统不平衡振动响应,考虑双转子中高低压转子的相互影响,数值仿真分析内外双转子系统各测点不平衡振动的响应规律。然后深入分析支点不对中条件下的激励机理,并在此基础上分析内外双转子系统在支点不对中条件下的振动特性,最后搭建四盘五支点双转子模型试验台,进行实验测试,通过搭建简化试验台,可以排除航空发动机中众多干扰因素的影响,分析双转子系统的振动特性,并对理论解析和数值仿真进行验证。分析结果表明当转子系统仅在低压转子或高压转子上存在不平衡时,转子系统的振动响应为单频振动,轴心轨迹为规则的圆形,若内转子和外转子上均存在不平衡质量,则转子系统的振动为双频振动,轴心轨迹复杂,并且越靠近中介支点处,耦合作用越明显;测点离不平衡质量所在位置越近,对该不平衡质量越敏感;支点不对中会出现二倍频振动;支点在水平和竖直方向上的不对中会出现耦合,转子振动响应的二倍频幅值与支点不对中量成二次方关系,与转子的负载扭矩成线性关系,与不平衡质量大小无关,一倍频幅值与支点不对中量和转子的负载扭矩无关。本文针对内外双转子系统的固有特性、不平衡振动特性、支点不对中问题,开展了内外双转子系统振动特性研究工作,分析了双转子系统的固有特性,不平衡和支点不对中条件下的振动响应,研究结论对航空发动机内外双转子不平衡故障、支点不对中故障下的振动预估、评价和控制具有重要价值。
梁欣[9]（2019）在《余热发电高速永磁电机设计与分析》文中认为余热发电是将工业生产中多余的热能转化为电能的一种技术,不仅节能环保,还有利于经济发展。高速永磁直驱式的余热发电机通过将高速透平机与高速永磁电机直接相连,大大缩小了发电系统体积,减小占地面积,省去了变速箱结构,易于密封,减小维护量。此外,经过整流逆变后接入电网的电流易于调整,能够较好地适应余热能源的变化波动。但是高速电机会带来损耗密度高、电机温升高、转子应力过大等诸多问题,兆瓦级高速电机的这些问题更加突出。本文在已有的340 k W,11000 r/min的高速电机的基础上,设计研究了一台1 MW,20000 r/min的高速永磁电机。本文从电机结构、电磁设计、损耗分析、温度场分析、应力场和转子动力学分析等方面,全面地开展了余热发电用大功率高速永磁同步电机的设计与分析,具体内容如下:（1）针对余热发电场合的特殊性,对电机结构设计的特殊之处进行了阐述,分析了电磁负荷的分配问题;采用有限元和磁路法对电机进行了设计,并对结果进行了比较。（2）深入研究了高速电机损耗的产生原理和分布形式。对高速永磁电机的损耗进行了分析和计算,主要从转子涡流损耗、风摩损耗、定子铁耗、绕组铜耗等四方面进行了研究。采用解析或有限元的方法对其进行了计算,并加以比较分析。（3）针对余热发电高速永磁电机的散热结构,采用了计算流体动力学（CFD）法和热路法,进行了温升计算;对比分析了两种方法的计算结果,对电机温升进行了校核。在CFD法中,分析对比了不同绕组、风道等效模型的特点。在热路法中,进行了热阻网络的构建及热阻的计算。（4）为保证高速转子的安全,从转子应力和转子动力学两方面,进行了计算与校核。在转子应力上,给出了表贴永磁电机模型的转子应力解析计算公式,分析了转速、过盈量、护套厚度等关键参数对转子应力的影响。在转子动力学特性上,分析了轴承刚度、阻尼、叶轮质量等参数对临界转速的影响。
陈曦[10]（2019）在《基础运动激励条件下转子系统动力学特性研究》文中认为航空发动机安装在飞机上,将不可避免地受到飞机作为基础提供的外部激励作用,可能引起转子系统振动加剧、运动形式复杂,影响转子系统的正常运转。因此,有必要开展基础运动激励条件下发动机转子系统动力学特性研究,为优化结构设计、提高结构可靠性以及增强抗振性能提供支持。通过坐标系转换,将飞机的运动转换成转子基础的运动。将基础运动激励与转子系统相结合,提出一种研究基础运动激励条件下单/双转子系统动力学特性的系统化方法。通过拉格朗日方程推导相对于基础运动的刚性盘、质量不平衡、等截面轴段、锥形轴段以及轴承等单元的稳态和瞬态运动微分方程。考虑转动惯量、陀螺力矩、横向剪切变形、旋转角加速度以及确定性的基础运动（包括基础平动与转动分量）。结果表明:与基础固定相比,基础平动仅仅添加系统的外部载荷,而基础转动不仅添加系统的外部载荷,还添加参数阻尼及刚度矩阵。基础轴向转动使系统保持各向同性,但基础横向转动使系统产生各向异性,打破转子动力学特性的对称性。利用状态空间向量法,对单/双转子系统的稳态动力学特性进行计算与分析,包括临界转速、模态振型、基础转动时不平衡响应、基础谐振响应以及轴心轨迹等。采用Newmark-Hilber-Hughes-Taylor（Newmark-HHT）法,计算单/双转子系统在变转速过程中的瞬态动力学特性,讨论了增/减速、角加速度等因素对基础固定的转子系统瞬态响应的影响。采用控制变量法分析了基础轴向或横向转动角速度、基础简谐平动幅值与频率等基础运动参数对单/双转子系统稳态和瞬态响应的影响。以上结果表明:与基础固定相比,基础轴向转动显着影响系统的临界转速与共振峰值。对于单（双）转子系统,当基础轴向转动方向与（低压）转子自转方向相同时,随着基础轴向角速度的增大,单（双）转子的临界转速逐渐降低。基础横向转动引起附加陀螺力矩,使转子轴心发生偏离,偏移量随着基础横向转动角速度或转子转速的升高而增大。基础简谐平动能够激起单/双转子系统的正进动或反进动共振。基础简谐平动的频率显着影响轴心轨迹的形状,而基础简谐平动的幅值显着影响轴心轨迹的范围。当简谐平动频率靠近高、低压转子主激励转频,时域波形出现明显拍振。基础横向简谐平动导致转子响应振幅在全转速范围内明显扩大。当幅值过大时,临界转速附近的响应甚至可能淹没在由基础简谐平动激起的全转速范围内的瞬态响应之中。对于双转子系统,还讨论同转/对转、高/低压转子主激励等因素对双转子系统振动特性的影响规律。与直接坎贝尔图相比,采用临界转速图谱法计算双转子系统临界转速的适用范围更广,特别是高、低压转速变化规律较为复杂的情况。在结构相同的前提下,与同转双转子相比,对转双转子的前三阶临界转速较低。由于陀螺力矩的影响,不论同转或对转,以低压转子为主激励和以高压转子为主激励的各阶共振频率并不相同。特定截面处瞬态增速响应特性与同转/对转、不平衡分布、临界转速、模态振型都有紧密联系,因而沿轴向不同截面存在一定的差异。上述基础运动激励条件下的转子系统均为线性系统,进一步针对带定心弹簧挤压油膜阻尼器（Squeeze Film Damper,SFD）的非线性转子系统,考虑轴颈存在静偏心,研究基础运动激励条件下非线性转子振动响应,绘制时域波形、轴心轨迹、频谱图以及Poincaré映射,利用分岔图分析转子系统的运动形式随转速或简谐平动频率的变化趋势。结果表明:当轴颈有静偏心时,即使基础固定,轴颈的进动轨迹不再是圆轨迹,且进动轨迹中心发生偏移,激起转速二倍频。轴颈有静偏心时,轴颈偏心比的波动范围较大。对于基础轴向转动,轴颈的进动中心仍位于静偏心点;而对于基础横向转动,轴颈的进动中心偏离静偏心位置,偏移方向由基础横向转动方向决定。在基础简谐平动激励下,系统响应的频率成分不仅包括转频的整数倍频k?（k（28）1,2）、基础简谐频率?z,甚至还包括组合频率k??j?z（k,j（28）1,2）。受到基础简谐平动激励的转子系统响应由周期运动进入倍周期或拟周期分岔状态。飞机的机动飞行对于转子系统是一种基础激励,建立了机动飞行条件下带挤压油膜阻尼器的转子系统动力学模型,不仅考虑了不平衡力、油膜力、重力,还考虑了机动飞行引起的附加惯性力、阻尼器轴颈的瞬时静偏心等因素。为实现转弯机动飞行,对偏航与滚转进行参数匹配。讨论了在转弯和俯冲拉起状态下的机动速度、机动半径、转子转速以及不平衡量等多种因素对转子系统瞬态响应的影响。结果表明:飞机作机动飞行时,转子进动轨迹中心的偏移方向由飞机飞行的离心加速度和附加陀螺力矩共同决定。轴颈绕瞬时静偏心作非协调进动。轴颈瞬时静偏心的大小与机动飞行附加载荷以及转子系统的支承刚度有关。增大机动速度或减小机动半径,会导致转子振动提前进入或延后退出偏心比较大的状态,转子轴心越发偏离原轴承连线,振动响应出现高次谐波频率成分,轴心轨迹的形状逐渐扁平化。机动飞行时应避免转子系统的不平衡量过大以及处于临界转速附近。因此,必须考虑复杂机动飞行对转子非线性振动特性的影响。
二、转轴临界转速的近似计算方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、转轴临界转速的近似计算方法（论文提纲范文）
（1）基于轴系参数辨识的无试重模态动平衡方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究现状 |
| 1.2.1 转子动力学的研究现状 |
| 1.2.2 转子动平衡的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究方法及内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 转子动力学及动平衡基础 |
| 2.1 转子动力学基础 |
| 2.1.1 临界转速的计算 |
| 2.1.2 主振型的获取 |
| 2.1.3 不平衡响应的求解 |
| 2.2 转子动平衡理论 |
| 2.2.1 影响系数法 |
| 2.2.2 模态平衡法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于分布不平衡质量的转子动力学建模及仿真分析 |
| 3.1 转子分布不平衡的表达 |
| 3.1.1 坐标系的建立 |
| 3.1.2 整体与局部偏心曲线系数之间的关系 |
| 3.1.3 转子分布不平衡力的表示 |
| 3.2 转子-轴承系统有限元模型的建立 |
| 3.2.1 转子子结构模型的建立 |
| 3.2.2 轴承子结构模型的建立 |
| 3.2.3 转子-轴承系统运动方程 |
| 3.3 分布不平衡质量及转速对动力学响应的影响分析 |
| 3.3.1 算例介绍 |
| 3.3.2 分布不平衡质量对动力学响应的影响分析 |
| 3.3.3 转子运行速度对动力学响应的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 转子质量偏心曲线系数及轴承特性参数的辨识方法 |
| 4.1 运动方程的时频域变换 |
| 4.1.1 广义不平衡响应及不平衡力的时域转换 |
| 4.1.2 广义不平衡响应及不平衡力的频域转换 |
| 4.2 质量偏心曲线系数的辨识 |
| 4.3 质量偏心曲线系数及轴承特性参数的同时辨识 |
| 4.3.1 质量偏心曲线系数及恒定轴承特性参数的同时辨识 |
| 4.3.2 质量偏心曲线系数及非恒定轴承特性参数的同时辨识 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 无试重模态动平衡方法及仿真分析 |
| 5.1 无试重模态动平衡流程 |
| 5.2 无试重模态动平衡仿真 |
| 5.2.1 有限元参数辨识 |
| 5.2.2 振型函数拟合 |
| 5.3 动平衡效果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴系扭振系统特性的研究现状 |
| 1.2.2 汽轮发电机组扭振响应分析及安全性评价的研究现状 |
| 1.2.3 振动测量原理及方法的研究与应用现状 |
| 1.2.4 汽轮发电机组扭振在线监测装置的研究及应用现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
| 第2章 轴系振动系统建模及固有特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.1 叶盘振动系统模型 |
| 2.2.2 叶盘振动系统固有特性分析 |
| 2.2.3 叶盘结构的刚性盘等效方法 |
| 2.3 轴-盘-支承振动系统特性分析 |
| 2.3.1 轴-盘-支承系统的基本单元模型 |
| 2.3.2 轴-盘-支承系统的有限元模型及固有特性分析 |
| 2.3.3 基于旋转向量的轴系振动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 汽轮机组轴系扭振响应及安全性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 汽轮发电机组轴系的扭振响应分析 |
| 3.2.1 轴系扭振响应分析方法 |
| 3.2.2 蒸汽和电磁力矩计算 |
| 3.3 汽轮发电机组轴系扭振安全性分析 |
| 3.3.1 危险截面的确定 |
| 3.3.2 轴系典型结构在扭振作用下的应力分析 |
| 3.3.3 转轴扭转疲劳损伤评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 增量编码器在扭振在线监测中的研究与应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 广义增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量 |
| 4.2.1 广义增量编码器模型及瞬时角速度计算方法 |
| 4.2.2 扭振信号提取方法的适用条件 |
| 4.2.3 扭振信号在线提取流程与仿真分析 |
| 4.3 等周期高差测距型增量编码器的弯扭振动测量 |
| 4.3.1 等周期高差测距型增量编码器模型 |
| 4.3.2 瞬时角速度对弯振频率的调制许用条件 |
| 4.3.3 弯扭振动提取流程及仿真分析 |
| 4.4 弯扭振动测量的试验验证 |
| 4.4.1 增量编码器瞬时角速度计算的扭振测量实验 |
| 4.4.2 等周期高差测距型增量编码器弯扭振动测量实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 扭振在线监测装置的开发与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 扭振在线监测装置的工程设计与开发 |
| 5.2.1 总体构架设计 |
| 5.2.2 功能设计与技术开发 |
| 5.2.3 硬件平台的工程设计 |
| 5.2.4 软件与数据平台的工程设计 |
| 5.3 扭振在线监测装置功能测试及应用 |
| 5.3.1 性能测试与功能验证 |
| 5.3.2 工程应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）超低温泵用高速永磁电机转子强度和模态分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 国外研究现状分析 |
| 1.2.2 国内研究现状分析 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 热应力转子强度计算模型及影响因素分析 |
| 2.1 转子主要尺寸设计 |
| 2.1.1 转子外径选择 |
| 2.1.2 铁心长度选择 |
| 2.2 转子机械强度计算模型与验证 |
| 2.2.1 过盈量分析 |
| 2.2.2 护套和永磁体之间接触应力分析 |
| 2.2.3 永磁体强度分析 |
| 2.2.4 护套强度分析 |
| 2.2.5 环形永磁体转子结构应力计算与验证 |
| 2.3 以过盈量为基础的有限元方法改进 |
| 2.3.1 解析法理论的有限元方法结果 |
| 2.3.2 模拟现实边界的有限元算法 |
| 2.3.3 改进的有限元算法结果 |
| 2.3.4 三种有限元计算方法对比与总结 |
| 2.4 过盈量对转子强度的影响 |
| 2.5 轴截面应力分布及其削弱方法 |
| 2.5.1 轴截面应力分布 |
| 2.5.2 轴截面两端切向应力削弱方法 |
| 2.6 转子强度的影响因素 |
| 2.6.1 转速对强度的影响 |
| 2.6.2 温度对强度的影响 |
| 2.6.3 转子强度的影响因素对比总结 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 应力奇异及转子结构机械强度研究 |
| 3.1 应力的奇异分析 |
| 3.2 填充物特性对转子强度的影响 |
| 3.2.1 永磁体与护套热应力 |
| 3.2.2 冷态与热态转子可靠性比较 |
| 3.2.3 填充物热应力 |
| 3.3 护套厚度对转子强度的影响 |
| 3.4 护套材料对转子强度的影响 |
| 3.4.1 碳纤维护套保护的转子强度及其热应力 |
| 3.4.2 碳纤维护套与合金护套的对比 |
| 3.5 内置式永磁电机转子机械强度 |
| 3.5.1 加强筋宽度的影响 |
| 3.5.2 加强筋个数的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 模态分析和临界转速计算与分析 |
| 4.1 转轴和转子的设计 |
| 4.2 转子系统的模态分析理论 |
| 4.2.1 模态分析数学模型 |
| 4.3 转轴与转子系统振动模态及振型 |
| 4.3.1 转轴自由振动模态及振型 |
| 4.3.2 转轴约束振动模态及振型 |
| 4.3.3 转子系统自由振动模态及振型 |
| 4.3.4 转子系统约束振动模态及振型 |
| 4.3.5 转轴和转子系统的振动模态分析 |
| 4.4 转子系统临界转速计算 |
| 4.5 轴承对转子系统临界转速的影响 |
| 4.5.1 刚度的影响 |
| 4.5.2 阻尼的影响和旋转软化效应 |
| 4.6 预应力对转子系统临界转速的影响 |
| 4.6.1 离心作用预应力对转子系统临界转速的影响 |
| 4.6.2 温度预应力对转子系统临界转速的影响 |
| 4.7 轴伸长度对转子强度的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）基于WS-ZHT3转子实验台的轮盘质量不平衡振动响应实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 转子质量不平衡研究方法概况 |
| 1.2.2 转子质量不平衡主要原因研究现状 |
| 1.2.3 转子质量不平衡有限元分析研究现状 |
| 1.2.4 转子质量不平衡实验研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 单点和双点不平衡质量加重振动响应实验研究 |
| 2.1 实验装置介绍 |
| 2.2 三点试重法单面动平衡实验 |
| 2.2.1 三点试重动平衡机理 |
| 2.2.2 实验具体实施过程 |
| 2.2.3 实验结果分析 |
| 2.3 单点和双点不平衡质量加重实验 |
| 2.3.1 单点不平衡质量加重实验 |
| 2.3.2 双点不平衡质量加重实验 |
| 2.4 实验结果及数据分析 |
| 2.4.1 不平衡质量单点加重实验结果分析 |
| 2.4.2 不平衡质量双点加重实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 轮盘不平衡质量径向位置改变振动响应实验研究 |
| 3.1 实验分析方法 |
| 3.1.1 频谱分析法 |
| 3.1.2 轴心轨迹法 |
| 3.2 实验过程与数据测量 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 实验数据 |
| 3.3 实验结果及数据分析 |
| 3.3.1 三种实验方法测量结果对比分析 |
| 3.3.2 不平衡质量改变量对转子临界转速灵敏度分析 |
| 3.3.3 不平衡质量径向位置改变量对转子临界转速灵敏度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 偏置轮盘质量不平衡振动响应实验研究 |
| 4.1 火电厂转子质量不平衡实例分析 |
| 4.1.1 励磁机振动分析处理 |
| 4.1.2 轴系动平衡 |
| 4.1.3 低压转子和励磁机转子动平衡高压转子动平衡 |
| 4.1.4 高压转子动平衡 |
| 4.1.5 动平衡效果 |
| 4.2 偏置轮盘系统理论分析 |
| 4.2.1 转子动力学模型 |
| 4.2.2 不平衡响应分析 |
| 4.2.3 偏置轮盘转子系统临界转速计算 |
| 4.3 实验过程与数据测量 |
| 4.3.1 实验具体实施方案 |
| 4.3.2 实验数据测量 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 基于实验装置的有限元分析 |
| 4.4.1 有限元模型建立 |
| 4.4.2 网格划分 |
| 4.4.3 边界条件设置 |
| 4.4.4 有限元分析结果 |
| 4.5 理论与实验结果对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论与创新点 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）考虑温度场作用的车用涡轮增压器转子动态特性及结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 选题的目的及意义 |
| 1.3 增压器的介绍 |
| 1.3.1 增压器的种类 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 涡轮增压器转子动态特性国内研究现状 |
| 1.4.2 涡轮增压器转子动态特性国外研究现状 |
| 1.4.3 共轭传热国内研究现状 |
| 1.4.4 共轭传热国外研究现状 |
| 1.5 论文的主要内容及结构安排 |
| 第2章 涡轮增压器的工作原理及共轭传热理论 |
| 2.1 涡轮增压器的组成部分和工作原理 |
| 2.2 共轭传热方法 |
| 2.2.1 共轭传热及其数值模拟方法 |
| 2.2.2 涡轮增压器内部流场的数学模型 |
| 2.2.3 共轭传热数学模型 |
| 2.3 湍流模型的选择 |
| 2.4 共轭传热数值模拟的步骤 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 转子动态特性分析的有限元数学模型 |
| 3.1 运动方程的建立方法及步骤 |
| 3.2 转子运动方程 |
| 3.3 转子动态特性分析的组成 |
| 3.3.1 自由模态数学模型 |
| 3.3.2 临界转速数学模型 |
| 3.3.3 不平衡响应数学模型 |
| 3.4 浮环轴承油膜数学模型 |
| 3.5 转子有限元模拟的步骤 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 共轭传热数值模拟与实验验证 |
| 4.1 共轭传热数值模拟 |
| 4.1.1 涡轮增压器工况的假设 |
| 4.1.2 涡轮增压器性能参数的计算公式及湍流模型的建立 |
| 4.1.3 几何模型的建立 |
| 4.1.4 网格的划分 |
| 4.1.5 边界条件的设置 |
| 4.2 涡轮增压器性能测试实验 |
| 4.2.1 测试实验台的硬件组成 |
| 4.2.2 测试所需的数据及设备参数 |
| 4.2.3 测试实验的方法及过程 |
| 4.3 共轭传热数值模拟的验证 |
| 4.4 转子温度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 转子有限元模拟及动态特性分析 |
| 5.1 转子有限元模拟 |
| 5.1.1 转子工况的假设 |
| 5.1.2 转子几何模型与网格单元的选用及生成 |
| 5.1.3 有限元边界条件 |
| 5.2 转子动态特性分析 |
| 5.2.1 自由模态分析 |
| 5.2.2 临界转速分析 |
| 5.2.3 稳定极限转速分析 |
| 5.2.4 不平衡响应分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 转子结构的优化研究及分析 |
| 6.1 转子结构优化的研究 |
| 6.2 确定转子结构优化目标 |
| 6.3 转子结构优化方案 |
| 6.4 优化模型的应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
（6）考虑浮环密封的转子系统动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展与现状 |
| 1.2.1 转子动力学研究 |
| 1.2.2 浮环密封研究 |
| 1.2.3 密封-转子系统动力学研究 |
| 1.3 本文主要的研究内容 |
| 2 浮环流固耦合动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Bulk-flow模型 |
| 2.3 流体无量纲控制方程 |
| 2.4 扰动分析 |
| 2.4.1 无量纲零阶稳态方程 |
| 2.4.2 无量纲一阶扰动方程 |
| 2.5 边界条件 |
| 2.6 浮环自锁位置分析 |
| 2.6.1 浮环受力分析 |
| 2.6.2 浮环自锁位置求解 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 浮环间隙流场模型的数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限差分法 |
| 3.3 SIMPLE算法 |
| 3.4 无量纲零阶稳态方程的数值分析 |
| 3.4.1 动量离散方程 |
| 3.4.2 速度修正方程 |
| 3.4.3 压力修正方程 |
| 3.5 无量纲一阶扰动方程的数值分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 数值计算结果分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 浮环间隙稳态流场的压力分布和速度分布分析 |
| 4.3 密封结构与工况参数对浮环稳态性能的影响分析 |
| 4.3.1 流体粘度的影响 |
| 4.3.2 进口速度涡动系数的影响 |
| 4.3.3 浮环长度的影响 |
| 4.3.4 浮环厚度的影响 |
| 4.3.5 转子转速的影响 |
| 4.4 浮环动态特性系数的分析 |
| 4.4.1 流体粘度的影响 |
| 4.4.2 进口速度涡动系数的影响 |
| 4.4.3 浮环长度的影响 |
| 4.4.4 浮环厚度的影响 |
| 4.4.5 转子转速的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 浮环密封-转子系统动力学特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元法建立浮环密封-转子系统的运动微分方程 |
| 5.2.1 刚性圆盘的运动微分方程 |
| 5.2.2 弹性轴段单元的运动微分方程 |
| 5.2.3 转子系统的运动微分方程 |
| 5.2.4 含有浮环密封的转子系统运动微分方程 |
| 5.3 浮环密封-转子系统的动力学特性分析 |
| 5.3.1 复模态分析 |
| 5.3.2 系统的临界转速和Campbell图分析 |
| 5.3.3 系统的主振型分析 |
| 5.3.4 系统的稳定性分析 |
| 5.4 密封结构和工况参数对转子临界转速和系统稳定性的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（7）大型氢冷汽轮发电机密封瓦性能分析及其对振动的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 密封瓦及其密封油系统的发展 |
| 1.2.2 浮环密封的研究进展 |
| 1.2.3 摩擦热冲击效应研究 |
| 1.2.4 滑动轴承内轴颈涡动引发的不稳定振动研究 |
| 1.3 本文的研究工作 |
| 第二章 密封瓦小间隙环流模型及性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 密封瓦受力分析模型 |
| 2.3 基于短轴承理论的Ocvirk模型 |
| 2.3.1 油膜厚度表达式 |
| 2.3.2 密封瓦油膜压力分布 |
| 2.3.3 密封瓦浮升力 |
| 2.3.4 密封瓦泄油量 |
| 2.4 密封瓦CFD计算分析 |
| 2.4.1 CFD理论及求解方法 |
| 2.4.2 单流环密封瓦CFD计算分析 |
| 2.4.3 双流环密封瓦CFD计算分析 |
| 2.5 Ocvirk模型与CFD模型结果对比分析 |
| 2.6 密封瓦性能影响因素研究 |
| 2.6.1 偏心率对密封瓦性能的影响 |
| 2.6.2 转速对密封瓦性能的影响 |
| 2.6.3 半径间隙对密封瓦性能的影响 |
| 2.6.4 密封油温对密封瓦性能的影响 |
| 2.6.5 氢空侧压差对密封瓦性能的影响 |
| 2.7 单流环与双流环密封瓦性能比较分析 |
| 2.7.1 密封瓦稳定状态计算结果 |
| 2.7.2 密封瓦性能对比分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 密封瓦引发摩擦热冲击作用下转子系统振动研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 转子系统有限元分析模型 |
| 3.2.1 弹性轴段运动方程 |
| 3.2.2 轴承支承运动方程 |
| 3.2.3 转子系统运动方程 |
| 3.3 发电机转子系统动力特性研究 |
| 3.3.1 发电机转子系统固有特性计算 |
| 3.3.2 不平衡故障振动特征分析 |
| 3.4 密封瓦卡涩引发摩擦条件分析 |
| 3.5 摩擦热冲击模型 |
| 3.5.1 摩擦力模型 |
| 3.5.2 摩擦截面温度分布模型 |
| 3.5.3 摩擦热弯曲分析模型 |
| 3.5.4 摩擦热冲击作用下转子系统响应模型 |
| 3.6 密封瓦引发摩擦热冲击作用下转子系统振动分析 |
| 3.6.1 低于临界转速时的振动 |
| 3.6.2 高于临界转速时的振动 |
| 3.7 密封瓦引发摩擦热不稳定振动影响因素研究 |
| 3.7.1 密封间隙对振动的影响 |
| 3.7.2 初始不平衡量对振动的影响 |
| 3.8 某汽轮发电机密封瓦摩擦引发不稳定振动故障实例分析 |
| 3.8.1 振动现象 |
| 3.8.2 振动原因分析 |
| 3.8.3 振动治理 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 微小间隙内转轴涡动引发的不稳定振动研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 转轴表面温度分布 |
| 4.2.1 同步涡动过程中转轴表面油膜厚度 |
| 4.2.2 转轴表面温度分布 |
| 4.3 转轴表面温差计算分析及试验研究 |
| 4.4 转轴表面温差影响因素研究 |
| 4.4.1 静偏心率对转轴表面温差的影响 |
| 4.4.2 涡动幅度对转轴表面温差的影响 |
| 4.4.3 转速对转轴表面温差的影响 |
| 4.4.4 半径间隙对转轴表面温差的影响 |
| 4.5 转轴表面温差对转子振动的影响 |
| 4.6 某汽轮发电机振动周期性波动分析 |
| 4.6.1 振动现象 |
| 4.6.2 振动原因分析 |
| 4.6.3 振动治理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 密封瓦优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轴向浅槽的阶梯动压效应 |
| 5.3 轴向浅槽密封瓦CFD计算分析 |
| 5.3.1 单流环轴向浅槽密封瓦CFD计算分析 |
| 5.3.2 双流环轴向浅槽密封瓦CFD计算分析 |
| 5.4 密封瓦性能比较分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间发表的学术论文及科研成果 |
（8）航发内外双转子系统耦合动力学解析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要的研究内容 |
| 2 内外双转子系统动力学模型建立 |
| 2.1 原型机结构特征 |
| 2.2 模型简化 |
| 2.3 解析动力学建模 |
| 2.3.1 双转子系统坐标系建立 |
| 2.3.2 盘和支点的广义位移和广义速度 |
| 2.3.3 系统的动能和势能 |
| 2.3.4 内外双转子系统动力学方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 固有特性分析 |
| 3.1 内外双转子整体固有特性计算方法 |
| 3.2 固有特性计算结果 |
| 3.3 基于有限元法的双转子系统固有特性计算与对比 |
| 3.3.1 单元定义 |
| 3.3.2 双转子系统有限元模型建立 |
| 3.3.3 双转子系统有限元模型计算结果 |
| 3.3.4 与解析计算结果对比 |
| 3.4 支承刚度变化对转子振动特性的影响 |
| 3.5 套齿联轴器刚度变化对转子振动特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 不平衡振动响应分析 |
| 4.1 转子系统的不平衡激励力 |
| 4.2 转子系统阻尼模型 |
| 4.3 求解计算方法 |
| 4.4 内外双转子各测点不平衡振动响应及其耦合特性 |
| 4.5 双转子响应幅值对不平衡量变化的敏感性分析 |
| 4.6 内外双转子运动轨迹分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 带有支点不对中的双转子系统振动响应分析 |
| 5.1 支点不对中激励机理 |
| 5.2 支点不对中下的不平衡振动响应 |
| 5.2.1 转子系统的振动响应 |
| 5.2.2 转子的径向振动耦合 |
| 5.2.3 支点不对中量对转子系统振动响应的影响 |
| 5.2.4 转子负载对转子振动响应的影响 |
| 5.2.5 不平衡量大小对转子振动响应的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 内外双转子振动特性试验分析 |
| 6.1 内外双转子系统试验台结构特征 |
| 6.2 不平衡振动响应测试 |
| 6.3 支点不对中振动响应测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 慢车转速下双转子不平衡振动响应 |
| 附录Ⅱ 最大转速下双转子不平衡振动响应 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）余热发电高速永磁电机设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题意义及背景 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3 余热发电高温永磁电机关键技术 |
| 1.4 研究工作基础 |
| 1.5 本文章节安排 |
| 2 高速余热发电机的结构与电磁设计 |
| 2.1 高速余热发电系统拓扑 |
| 2.2 多物理场设计流程 |
| 2.3 高速电机设计基础 |
| 2.4 电磁负荷的分配 |
| 2.5 初步设计过程 |
| 2.6 有限元计算结果 |
| 2.7 结果对比 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 高速余热电机损耗研究 |
| 3.1 转子涡流损耗研究 |
| 3.2 风摩损耗研究 |
| 3.3 定子铁耗研究 |
| 3.4 绕组铜耗研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速永磁电机温度场研究 |
| 4.1 电机温升基本原理 |
| 4.2 CFD温升模型 |
| 4.3 热路温升模型 |
| 4.4 热路法与CFD计算结果比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 转子力学研究 |
| 5.1 转子应力计算原理 |
| 5.2 关键参数对转子应力的影响 |
| 5.3 转子强度校核 |
| 5.4 转子动力学基本原理 |
| 5.5 关键参数对临界转速影响 |
| 5.6 转子动力学校核 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的主要论文 |
（10）基础运动激励条件下转子系统动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 基础运动激励条件下转子系统的稳态响应 |
| 1.2.2 基础运动激励条件下转子系统的瞬态响应 |
| 1.2.3 带中介轴承的双转子系统动力学特性 |
| 1.2.4 挤压油膜阻尼器的非线性响应与减振特性 |
| 1.2.5 飞机机动飞行条件下转子动力学特性 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文的研究思路 |
| 1.5 本文的主要贡献与创新点 |
| 1.6 论文内容及章节安排 |
| 2 基础运动激励条件下转子系统动力学建模 |
| 2.1 坐标轴系与基本假设 |
| 2.2 飞机的运动与坐标系变换 |
| 2.3 基础的运动 |
| 2.4 基础的激励形式 |
| 2.5 转子的运动与坐标系变换 |
| 2.6 各单元的稳态运动方程 |
| 2.6.1 刚性盘单元 |
| 2.6.2 质量不平衡 |
| 2.6.3 等截面轴段单元 |
| 2.6.4 轴承单元 |
| 2.7 系统稳态运动微分方程及其求解 |
| 2.7.1 临界转速与模态振型 |
| 2.7.2 不平衡响应 |
| 2.7.3 基础运动引起的谐波激励响应 |
| 2.8 各单元的瞬态运动方程 |
| 2.8.1 刚性盘单元 |
| 2.8.2 质量不平衡 |
| 2.8.3 轴段单元 |
| 2.8.4 轴承单元 |
| 2.9 系统瞬态运动微分方程及其求解 |
| 2.10 本章小结 |
| 3 基础运动激励条件下单转子系统稳态响应 |
| 3.1 转子模型 |
| 3.2 基础固定的转子系统稳态响应 |
| 3.2.1 临界转速与模态振型 |
| 3.2.2 不平衡响应 |
| 3.3 基础运动激励条件下系统稳态响应 |
| 3.3.1 考虑基础运动的固有频率与临界转速 |
| 3.3.2 基础转动时转子的不平衡响应 |
| 3.3.3 基础简谐平动时转子的幅频响应 |
| 3.4 基础运动参数对转子轴心轨迹的影响 |
| 3.4.1 基础转动角速度 |
| 3.4.2 基础简谐平动频率 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基础运动激励条件下单转子系统瞬态振动 |
| 4.1 转子系统的冲击响应 |
| 4.1.1 冲击响应模型验证 |
| 4.1.2 半周正弦脉冲激励 |
| 4.1.3 三角波脉冲激励 |
| 4.1.4 矩形波脉冲激励 |
| 4.2 基础固定的转子系统瞬态增减速响应 |
| 4.3 基础轴向转动时转子系统瞬态增速响应 |
| 4.4 基础横向转动时转子系统瞬态增速响应 |
| 4.5 基础简谐平动时转子系统瞬态增速响应 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基础激励条件下双转子系统动力学建模与稳态特性 |
| 5.1 基础激励条件下双转子系统动力学建模 |
| 5.1.1 锥形轴段单元 |
| 5.1.2 中介轴承单元 |
| 5.1.3 双转子系统稳态运动方程 |
| 5.1.4 双转子系统瞬态运动方程 |
| 5.2 双转子动力学特性算法验证 |
| 5.3 双转子系统有限元模型 |
| 5.4 基础固定时双转子系统稳态响应 |
| 5.4.1 同转双转子的临界转速、振型及不平衡响应 |
| 5.4.2 对转双转子的临界转速、振型及不平衡响应 |
| 5.5 基础运动激励条件下双转子系统稳态响应 |
| 5.5.1 基础转动时双转子系统临界转速 |
| 5.5.2 基础转动时双转子的不平衡响应 |
| 5.5.3 基础简谐平动时双转子的幅频响应 |
| 5.5.4 基础简谐平动对双转子轴心轨迹的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基础激励条件下双转子系统瞬态特性 |
| 6.1 基础固定的双转子系统瞬态响应 |
| 6.1.1 低压转子主激励 |
| 6.1.2 高压转子主激励 |
| 6.2 基础轴向转动时双转子系统瞬态响应 |
| 6.3 基础横向转动时双转子系统瞬态响应 |
| 6.4 基础简谐平动时双转子系统瞬态响应 |
| 6.4.1 简谐幅值变化的影响 |
| 6.4.2 简谐频率变化的影响 |
| 6.5 复合基础运动 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 基础激励条件下带挤压油膜阻尼器转子系统动力学特性 |
| 7.1 挤压油膜阻尼器减振机理 |
| 7.2 小不平衡量全油膜条件下稳态响应 |
| 7.3 大不平衡量半油膜条件下稳态响应 |
| 7.4 轴颈无静偏心情况下瞬态响应 |
| 7.5 轴颈有静偏心情况下瞬态响应 |
| 7.6 基础运动且轴颈有静偏心情况下瞬态响应 |
| 7.7 轴颈运动分岔图 |
| 7.7.1 随转速变化的运动分岔图 |
| 7.7.2 随简谐平动频率变化的运动分岔图 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 机动飞行条件下带挤压油膜阻尼器转子系统动力学特性 |
| 8.1 机动飞行条件下系统运动微分方程 |
| 8.1.1 机动飞行条件下基础激励力及力矩 |
| 8.1.2 机动飞行条件下重力做功 |
| 8.2 转弯机动飞行 |
| 8.3 俯冲拉起机动飞行 |
| 8.4 模型验证 |
| 8.4.1 转弯 |
| 8.4.2 俯冲 |
| 8.5 机动过程轴颈瞬时静偏心 |
| 8.6 机动飞行条件下转子系统的瞬态响应 |
| 8.6.1 转弯状态下转子系统的瞬态响应 |
| 8.6.2 俯冲拉起状态下转子系统的瞬态响应 |
| 8.7 机动飞行的影响因素分析 |
| 8.7.1 机动速度 |
| 8.7.2 机动半径 |
| 8.7.3 转子转速 |
| 8.7.4 不平衡量 |
| 8.8 振动控制措施 |
| 8.8.1 适度增大油膜间隙 |
| 8.8.2 适当增大弹支刚度 |
| 8.9 本章小结 |
| 9 结论与展望 |
| 9.1 主要研究成果与结论 |
| 9.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A:等截面轴段单元运动方程的系数矩阵与向量 |
| 附录B:锥形轴段单元运动方程的系数矩阵与向量 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
四、转轴临界转速的近似计算方法（论文参考文献）
- [1]基于轴系参数辨识的无试重模态动平衡方法[D]. 舒浩. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]汽轮发电机组扭振故障分析及在线监测的研究[D]. 张玉皓. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]超低温泵用高速永磁电机转子强度和模态分析[D]. 王必成. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [4]基于WS-ZHT3转子实验台的轮盘质量不平衡振动响应实验研究[D]. 许相坤. 沈阳工程学院, 2021(02)
- [5]考虑温度场作用的车用涡轮增压器转子动态特性及结构优化研究[D]. 刘志浩. 齐鲁工业大学, 2020(02)
- [6]考虑浮环密封的转子系统动力学特性研究[D]. 陈峻琦. 郑州大学, 2020(02)
- [7]大型氢冷汽轮发电机密封瓦性能分析及其对振动的影响研究[D]. 胡启龙. 东南大学, 2020(01)
- [8]航发内外双转子系统耦合动力学解析方法研究[D]. 魏高山. 大连理工大学, 2019(02)
- [9]余热发电高速永磁电机设计与分析[D]. 梁欣. 华中科技大学, 2019(01)
- [10]基础运动激励条件下转子系统动力学特性研究[D]. 陈曦. 西北工业大学, 2019(04)