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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 107 毫秒
1.
交流电动机启动过程的扭振及电震荡   总被引:3,自引:1,他引:2  
本文建立了电机的扭振方程和电路方程相耦联的统一数学系统,得到了它的解.研究了电源电压、扭转刚度等参数对启动过程的扭振、电磁力矩、电流等的影响,得到了一些有工程实际价值的规律和消除这种大扭振的途径,理论结果和实验结果吻合很好.  相似文献   

2.
本文针对装有摆式激振电机的新型振动机械进行了动特性分析及实验研究。文中先建立了线性时变系统的微分方程;进而对其进行了数字仿真,得到了该系统的运动规律;并在实验中得到了验证,最后,对所研究的系统进行了参数灵敏度分析。从整个分析过程可知,对装有摆式激振电机的振动机械,只要合理设计摆杆,橡胶轴承、系统支承和电机的参数,就能使振动机械沿给定方向作稳定的简谐振动,同时所设计的系统具有较强的鲁棒性,从而证实了这种新型振动机械不仅具有经济、可靠、通用性强的优点,而且还具有良好的动态性能  相似文献   

3.
水轮发电机组的振动问题是长期困扰广大科研工作者的一个难题,也一直是学术界研究的热点.本文针对某大型水轮发电机转子轴系,首先建立了轴系扭振的微分方程组,给出了轴系整体扭振零频的计算公式,并计算了零频数值.接着在考虑了转子静偏心、振动偏心和转动偏心的综合影响后,求得了气隙磁场能量和单边电磁拉力的表达式,并应用机电耦联系统的能量法,求得了系统由电磁力激发的组合强迫共振响应的一次近似解.最后并应用奇异性理论对分岔方程进行了分析,求得了分岔集、滞后集、双极限集和转迁集的参数区间,给出了普适开折平面和物理参数平面上的分岔图,求得了机组稳定运行区域的电磁参数.本文所得结论对水电机组的工程设计人员具有重要的指导意义.  相似文献   

4.
本文研究在周期激振力作用下转子轴承系统电磁阻尼器的位移反馈振动控制。首先给出受电磁阻尼器控制的一般线性多自由度转子轴承系统的振动方程,控制力和电磁阻尼器结构参数,控制电流等之间的关系式,然后提出在保证系统稳定的前提下,通过位移反馈控制其电流位移增益矩阵应满足的条件;其次以单盘对称转子轴承系统为例,求出转子系统受电磁阻器控制的幅频响应和相频响应;最后给出算例,打印出电磁阻尼器的静态电流,电流位移增益  相似文献   

5.
动态结构系统可靠性的频率灵敏度分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
基于频率可靠性理论提出了动态结构系统的频率可靠性灵敏度的计算方法. 根据动态结 构系统的固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了随机结构振动问 题的可靠性模式和系统的可靠度,进而提出了频率可靠性灵敏度分析方法,应用随机摄动技 术、可靠性理论和灵敏度方法,推导出参数为正态随机变量时的准失效概率灵敏度的表达公 式,对动态结构系统共振问题的可靠性灵敏度分析方法进行了探索. 并在此基础上,以一简 化的车身-车轮-路面关系的系统模型为例,由可靠性灵敏度矩阵可以看出,各随机参数的变 化对动态结构系统的可靠性及失效性的影响程度也不同,其计算结果与通常的定性分析结果 完全一致,验证了所提方法的有效性. 该方法为动态结构系统的优化和设计提供了依据.  相似文献   

6.
随机结构动力反应分析的概率密度演化方法   总被引:21,自引:3,他引:18  
李杰  陈建兵 《力学学报》2003,35(4):437-442
提出了随机结构动力反应分析的概率密度演化方法.基于有限单元法基本原理,导出了含有随机参数的结构反应状态方程,进而,通过引入扩展状态向量,建立了随机结构反应的概率密度演化方程.将精细时程积分方法与Lax-Wendroff差分格式相结合,探讨了求解概率密度演化方程的数值方法.对一个8层层间剪切型随机结构进行了算例分析,并与Monte Carlo方法的结果进行了比较.研究表明,随机结构反应的概率密度具有演化特征,且概率密度曲线与正态分布差异甚大,甚至可能出现双峰曲线.  相似文献   

7.
基于动力吸振器原理,在单自由度准零刚度隔振器基础上耦合可调频动力吸振器构成两自由度隔振系统。首先,对动力吸振器工作原理进行理论分析并提出其力学模型;其次,通过静力学分析,推导出系统满足零刚度条件时,各参数间的关系并分析其对系统刚度特性的影响;然后,建立两自由度隔振系统非线性动力学方程,利用谐波平衡法进行幅频响应解析分析,得到力传递率表达式;最后,数值分析动力吸振器阻尼、刚度、质量、激励力幅值和弹簧片有效长度对力传递率的影响规律,并与单自由度准零刚度隔振系统及两自由度线性隔振系统对比分析。结果表明:通过选择适当的动力吸振器参数不仅可以减小系统的起始隔振频率,增宽隔振频带,且还能加快系统力传递率在特定频段内的衰减速率,改善系统的低频隔振性能,实现激励频率的可适应性。  相似文献   

8.
考虑路面板和地基的相互作用,将路面板作为三维弹性体,建立路面板-层状多相弹性地基动力响应的三维多相层状弹性半空间体模型,分析了移动荷载作用下路面板-多相弹性地基系统的动力响应.将移动单元法引入到两相饱和弹性介质的半解析方法中,构造了随荷载按照相同速度运动的移动层单元,基于移动坐标下两相饱和弹性介质的动力控制方程和边界条件,应用加权残数法建立了两相弹性介质移动层单元动力方程,该方程可退化为单相弹性介质移动层单元动力方程,基于此,建立了移动荷载下多相弹性地基与路面板系统的三维动态响应的统一的半解析方程.并以两相饱和弹性半空间地基-单相弹性地基-路面板所形成的路面结构为例,数值分析了荷载速度、饱和层渗透系数、弹性层厚度等参数对路面板位移和土体孔压响应的影响.研究结果表明移动单元法是研究移动荷载下路面结构动态响应的一种有效的方法.  相似文献   

9.
采用多尺度法分析复合材料悬臂圆柱壳考虑内共振的受迫振动。建立考虑动态弹性模量、阻尼、几何非线性时系统的振动方程;利用Galerkin方法将时间扣空间变量进行分离,然后应用多尺度法推导出内共振条件下系统的频率.振幅方程;通过算例获得了系统参数变化导致复杂非线性振动响应变化的规律。理论分析发现:由于所采用的两个轴向模态相距较近,引起了能量在两个模态之间相互传递,系统存在1:1内共振现象;相比较而言,激振力大小对系统内共振下的复杂振动响应影响比较大,而阻尼的变化对其影响则很小。  相似文献   

10.
把将MIMO控制系统中的动态结构耦合性分析方法应用于导航系统中,并以平台罗经和惯导系统初始对准方程为例,说明了本方法可以揭示输入、输出变量中的最佳配对关系,为导航系统解耦分析、简化参数设计提供了依据。  相似文献   

11.
According to the electromagnetic field theory, a set of differential equations is derived for coupling of the transient process for an electrical machine and transverse and torsional vibrations for the rotor by a unified method. A non-dimensional constant coefficient state equation is obtained by transformation. Computation is done. Rules of the change are obtained for transverse and torsional vibration, unilateral magnetic pull, electrical torque, and so on in the starting process. The theoretical results are shown to be in good agreement with the experimental results. The mathematical model verified by the experiment is used to analyse the effect of electromagnetic and mechanical parameters on electromagnetic force and vibration.  相似文献   

12.
对包含不同类型裂纹(横裂纹、横-斜裂纹以及任意斜裂纹)的转子的耦合振动进行研究,以揭示裂纹转子在不同方向上刚度参数的变化规律及其交叉耦合机理,特别是由此引发的振动特征. 对于包含不同类型裂纹的转子轴段,采用六自由度Timoshenko梁单元模型对其进行单元建模,并基于应变能理论推导计算柔度参数和刚度矩阵. 在此基础上, 采用纽马克-$\beta$数值算法求解裂纹转子的运动方程,获得裂纹转子在单故障或多故障激励(不平衡激励、扭转激励或不平衡激励加扭转激励)作用下的耦合振动响应,进而分析耦合振动谱特征. 与横裂纹和横-斜裂纹相比,任意斜裂纹使转子刚度矩阵的交叉耦合效应更显著,导致转子发生更强烈的弯-扭耦合甚至是纵-弯-扭耦合振动.无论是在不平衡激励还是扭转激励作用下, 弯曲振动与扭转振动幅度都更大. 而且,包含不同类型裂纹的转子的耦合振动特征频率,例如旋转基频与二倍频、扭转激励频率及其边带成分的幅值,对裂纹面方向角具有不同的敏感性. 所得的这些研究结果,可以为转子裂纹的特征参数辨识与诊断提供理论依据.   相似文献   

13.
Electromagnetic excitation in high power density permanent magnet synchronous motors (PMSMs) due to eccentricity is a significant concern in industry; however, the treatment of lateral and torsional coupled vibrations caused by electromagnetic excitation is rarely addressed, yet it is very important for evaluating the stability of dynamic rotor vibrations. This study focuses on an analytical method for analyzing the stability of coupled lateral/torsional vibrations in rotor systems caused by electromagnetic excitation in a PMSM. An electromechanically coupled lateral/torsional dynamic model of a PMSM Jeffcott rotor is derived using a Lagrange–Maxwell approach. Equilibrium stability was analyzed using a linearized matrix of the equation describing the system. The stability criteria of coupled torsional–lateral motions are provided, and the influences of the electromagnetic and mechanical parameters on mechanical vibration stability and nonlinear behavior were investigated. These results provide better understanding of the nonlinear response of an eccentric PMSM rotor system and are beneficial for controlling and diagnosing eccentricity.  相似文献   

14.
Both the rotationally asymmetric inertia and transverse crack frequently appear in the rotor system. The parametric excitations induced by this two features cause instability and severe vibration under certain operating conditions. Thus, the parametric instability of a Jeffcott rotor with asymmetric disk and open transverse crack is studied analytically. The vibration equations of four degrees-of-freedom of the system are established, and the stiffness coefficients of cracked rotor shaft are derived based upon the compliance method and strain energy release rate method. Then, utilizing the harmonic balance method and Taylor expansion technique, the unstable widths of simple and combination instability regions (SIR and CIR) are solved approximately. For a practical rotor system, the approximate unstable widths are verified by the Floquet numerical analysis. The effects of crack depth and position upon the unstable widths are discussed, and the conditions for zero unstable points (ZUPs) are given: Besides the asymmetric angle should be π/2 (for SIR) or 0 (for CIR), the relationships between the inertia asymmetry and crack parameters (depth and position) are also presented analytically. These results would be useful for crack detection and instability control of the asymmetric rotor-bearing system.  相似文献   

15.
Rotor-shaft systems are subject to non-uniform spin speed during start-up, coast-down or any non-stationary situation changing the spin speed suddenly, e.g., load fluctuation or sudden mass-loss like loss of a blade or a part thereof. For a flexurally and torsionally compliant rotor-shaft, the dynamics under non-uniform spin-speed shows inertial coupling among transverse and torsional coordinates through mass-unbalance and gyroscopic effect. This results into coupled transverse-torsional vibration, where torsional response consists of significant harmonic components at bisynchronous spin frequency, torsional natural frequency of the shaft, and at combination frequencies corresponding to sum and difference of spin and transverse natural frequencies and twice the transverse natural frequency of the rotor-shaft. As a result of the coupling, transverse rotor motion also influences the torsional motion. The Method of Multiple Scales (MMS) is used in this work to carry out an analysis of a simplified system to get an idea about the dominant frequencies of excitation. Results of numerical simulation are presented next to show the effectiveness and influence of actively controlling the transverse rotor motion on its torsional motion, at the dominant frequencies, with the help of non-contact electromagnetic force from an actuator. Transverse vibration control is also observed to control the torsional oscillations due to coupled nature of the problem. The Stability Limit Speed (SLS) of the system is also increased as a result of application of the active control action. Constant axial torque is observed to diminish the influence of coupling, and protect the system against torsional instability, but control action is a must to stabilize the transverse vibration of the system above SLS.  相似文献   

16.
陈占魁  罗凯  田强 《力学学报》2021,53(6):1698-1711
为了实现张拉整体结构高效动力学计算, 并考虑其大范围运动中柔性杆局部动态屈曲, 提出了一种受压细长杆动力学降阶模型, 采用五节点弹/扭簧集中质量离散模型等效连续杆的静力学和动力学特性. 首先, 通过静力学等效分析推导了弹簧拉压刚度和扭簧弯曲刚度表达式, 可准确预测杆件受压屈曲和近似预测其后屈曲行为. 第二, 通过动能等效分析推导了集中质量表达式, 可准确预测杆在线速度场下的运动. 第三, 通过弯曲振动固有模态等效分析确定弯曲刚度和节点质量的分布参数, 合适的分布参数取值组合可将降阶模型前两阶固有频率相对误差均降低至1%以内. 第四, 在全局坐标系下建立张拉整体结构瞬态动力学方程, 并利用静力凝聚法实现方程高效迭代求解. 最后, 分别对球形张拉整体结构准静态压缩、模态分析和碰撞动力学进行仿真和实验对比分析, 证明了提出的动力学降阶模型可有效预测张拉整体结构的静力学行为、固有振动特性及瞬态动力学响应, 并分析了结构参数变化对其力学特性的影响规律. 本文提出的动力学等效建模与计算方法, 可望用于软着陆行星探测器、大型可展开空间结构及点阵材料等复杂张拉整体系统的动力学分析与控制.   相似文献   

17.
Deflection of a rotor-disk at the free end of a flexible overhung rotor-shaft causes rotation about diametral axis and consequently leads to a strong gyroscopic coupling in a spinning overhung rotor system. When the rotor is spun up about its axis, the unbalance in the rotor-disk causes transverse and rotational vibrations to increase as the spin speed approaches the critical speed of the rotor. These transverse and rotational vibrations dissipate a lot of energy, and if the rotor is driven through a non-ideal drive, i.e., a motor which can supply a limited amount of power, then the entire motor power may be spent to account for the energy dissipation. As a result, the rotor speed may get stuck in resonance at the critical speed or jump through the critical speed to a much higher speed with lower transverse and rotational vibration levels. These symptoms, normally referred to as the Sommerfeld effect, occur due to the intrinsic energetic coupling between the drive and the driven systems and are important design considerations for development of various rotating machinery with flexible rotor-shafts or supports (bearings). Sommerfeld effect in a strongly gyroscopic rotor dynamic system is studied in this article. The dynamics of an overhung rotor system near the regimes of Sommerfeld effect is studied by using a discrete and a continuous shaft-rotor model coupled with the model of the non-ideal motor drive. The models are developed using multi-energy domain modeling approach in bond graph model form. A steady-state analysis of power transfer mechanism is used to postulate the ideal characteristics of Sommerfeld effect in the neighborhood of the critical speed, and thereafter, full transient analysis is performed with aid of the bond graph model-generated coupled equations of motion to validate the postulated characteristics of the Sommerfeld effect.  相似文献   

18.
邹敏  方潘  侯勇俊  彭欢  王德金 《力学学报》2021,53(10):2823-2840
振动筛作为第一级钻井液净化设备, 其筛分性能直接决定后续固控系统的生产效率. 针对在筛分工程中由相同驱动频率激励的振动系统所表现出的单一振动特性难以与筛面上的物料粒度相匹配, 从而引发筛孔堵塞的问题, 本文提出了倍频激励双转子自同步振动系统. 首先根据数学模型运用广义Lagrange公式建立多自由度振动系统的运动微分方程, 并引入复变函数求解箱体的稳态幅值响应; 其次探明了振动系统实现倍频同步的前提条件和稳定性评估标准; 然后通过数值计算定量地讨论转子间的倍频动力学特征与系统结构参数之间的关系, 并结合Runge?Kutta算法建立振动系统的多自由度机电耦合动力学仿真模型, 详细讨论转子与箱体间的倍频同步机理; 最后设计实验样机, 针对系统在不同工况下的动态特性和同步运动状态展开实验测试, 进一步验证理论研究和计算机模拟的正确性. 研究表明, 系统的倍频同步能力指数随安装距离的不断增加而接近于零值附近, 此时高频转子与低频转子获得稳定同步振动的可能性越来越高; 电机同步状态几乎不受弹簧刚度的影响, 但稳态相位差值在单周期内会随激振器安装倾角和距离的变化而逐渐减小并趋于在一个恒定值. 研究成果不仅对石油工业新型振动筛系统的研制具有重要的参考价值, 也将促进其他同步振动机械的发展.   相似文献   

19.
研究了支承在挤压油膜阻尼器上的Jeffcott转子系统的转静件碰摩的弯扭耦合振动特性。建立了系统运动方程,分析了各参数对系统响应的影响。仿真计算结果表明碰摩刚度对系统响应的影响十分明显,增大碰摩刚度更容易使系统响应的周期解失稳;不平衡参数增大,导致系统响应的振动幅度增大,系统更容易出现碰摩现象,进而导致系统周期解失稳;随着扭转刚度的增大,扭转角度变化幅度与快慢均发生变化,在刚度较低时,扭转角变化幅度随时间变化较慢;随着扭转刚度的增大,扭转角幅度变化明显加快;当扭转刚度继续增大,扭转角的幅度变化反而变慢。研究发现,系统响应具有两条通向混沌的道路,即阵发性通向混沌的道路和拟周期通向混沌的道路。  相似文献   

20.
基于非局部应变梯度理论,考虑周围弹性介质的影响,研究纳米圆轴的扭转自由振动。首先通过Hamilton原理推导纳米圆轴扭转振动的控制方程及边界条件,接着采用微分求积法得到控制方程及三类边界条件的离散形式,最后由数值计算结果分析扭转振动特性。讨论了两个小尺度参数和弹性介质刚度的变化对振动频率的影响,并通过小尺度参数比对振动频率的影响分析两个尺度参数的耦合作用。研究结果表明,扭转自由振动频率随非局部参数增加而减小,随应变梯度尺度参数、弹性介质刚度增加而增大;当非局部参数大于应变梯度尺度参数时,小尺度效应体现为非局部效应,相反则体现为应变梯度效应。  相似文献   

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