电流变“Smart”轴承动态特性分析

本文采用作者提出的二次规划法为基础的双线性流变有限元方法分析了电流变“Ｓｍａｒｔ”轴承的动态特性,给出了在不同偏心率下轴承油膜八项动态特性系数随电压改变的曲线。通过对轴承－转子系统的稳定性分析,发现若加大油膜电压将会提高轴承的稳定性     

电流变“Smart”轴承动态特性分析

本文采用作者提出的二次规划法为基础的双线性流变有限元方法分析了电流变“Ｓｍａｒｔ”轴承的动态特性，给出了在不同偏心率下轴承油膜八项动态特性系数随电压改变的曲线，通过对轴承－转子系统的稳定性分析，发现若加大油膜电压将会提高轴承的稳定性。     

推力轴承各耦合动特性系数对转子横向振动状态的贡献

系统地研究了推力轴承各耦合动特性系数对转子横向振动状态的贡献。计算结果表明，推力轴承对转子横向振动状态的影响主要由推力盘摆动而产生的耦合动特性系数所决定，而由平动所产生的耦合动特性系数对转子振动状态影响的贡献很小，可以忽略。     

随机变刚度电磁支撑-转子-轴承系统不定动力参数实验识别

识别出随机变刚度电磁支撑-转子-轴承系统的不定动力参数是实验研究随机支撑刚度参数转子动力学问题的前提。为此,基于Riccati传递矩阵法的相关理论和计算程序,结合电磁支撑-转子-轴承系统各种工况下的一阶固有频率实测值,对转子系统的不定动力参数进行了识别,给出转轴轴套、联轴器等附件对转子刚度加强作用的具体数值,以及滑动轴承的支撑刚度和扭转刚度参数值。将这些数据代入到转子动力学理论模型中,得到相同工况下两测点振型幅值比值的理论值,并与实验值进行了比较。结果表明:各测点振型幅值比值的理论值和实验值之间的偏差小于5%,说明转子系统不定动力参数识别结果的精度和准确度完全满足实验研究的要求。     

转子系统模态参数现场识别技术研究

基于时域振动参数识别理论,本文讨论了由转子和油膜轴承构成的转子系统的模态参数现场识别问题。本文所述方法不需要施加人工激振,仅在轴承座处测量轴承座的振动和转子的绝对振动,可以在线应用。     

失衡转子的动力响应分析

转子失衡是现场机组转子的常见故障之一.究其故障起因可将转子失衡从理论上划分为力不平衡和力偶不平衡两种类型,而在转子的实际运行过程中,这两种失衡状态往往是相互耦合在一起共同对转子的不平衡响应发挥作用的,此特性无疑给现场转子不平衡响应的识别和诊断工作,以及转子的现场动平衡工作带来了极大的困难.本文基于全息谱技术,通过对失衡转子的工频振动进行再分解,从而在理论上得到了两种失衡状态的动力响应特征.试验结果表明,应用本文提出的识别指标得到的理论计算结果与试验结果完全吻合,识别指标可对两类失衡转子在不同运行工况下的动力响应特征做出准确、可靠的描述.这一研究结果将对现场转子主导失衡故障类型的诊断、故障严重程度的评估及现场转子的动平衡工作产生重要影响.     

电磁轴承—转子系统的动态特性

本文提供了一个闭环控制电磁轴承-转子试验系统,在电磁力的控制作用下,重量为4公斤、直径为50毫米的转子完全悬浮于二个径向电磁轴承之中,转速可达3000转/分。本文还建立了此闭环控制系统的数学模型,通过数字仿真分析了其动态特性,探讨了控制器参数对转子运动的控制效果以及与电磁轴承动刚度之间的变化关系。     

涡轮膨胀机止推轴承－转子系统的振动分析

为了确保涡轮膨胀机止推轴承在受到瞬时冲击时不致发生损坏事故，研究了止推轴承－转子系统的轴向瞬态过程，计算了止推轴承的线性油膜刚度系数和阻尼系数，并对线性和非线性两种情况下的轴向瞬态响应作了分析与比较，为止推轴承；转子系统的可靠性评估提供了科学依据。     

涡轮膨胀机止推轴承—转子系统的振动分析

为了确保涡轮膨胀机止推轴承在受到瞬时冲击时不致发生损坏事故，研究了止推轴承－转子系统的轴向瞬态过程，计算了止推轴承的线性油膜刚度系数和阻尼系数，并对线性和非线性两种情况下的轴向瞬态响应作了分析与比较，为止推轴承－转子系统的可靠性评估提供了科学依据。     

基于改进的传递矩阵法识别电主轴系统滑动轴承油膜特性系数

针对高速电主轴系统在重载下滑动轴承油腔复杂的情况,以及油膜特性系数不便于直接获取的难题,提出了基于改进的传递矩阵法识别滑动轴承油膜特性系数的参数识别方法。该方法将参数识别问题转化为最优化问题,通过最小化电主轴系统不平衡响应的实验值和计算值的偏差来识别滑动轴承油膜特性系数。针对建立电主轴系统动力学模型时要考虑电机转子的自重和电磁转矩的问题,提出改进Riccati传递矩阵法,建立滑动轴承油膜特性系数和转子不平衡量参数识别中的流固耦合动力学模型,引入电机的自重和电磁转矩,扩大状态向量维数为十维,获得计算电主轴系统的不平衡响应的位移传递矩阵模型。并采用隔代映射遗传算法来寻优。最后通过数值算例对这一方法的效率和精度进行了验证。     

挤压油膜阻尼在储能飞轮转子支承系统中应用研究

在飞轮储能系统实验研究中,利用永磁轴承-螺旋槽流体动压锥轴承的混合支承,并采用了挤压油膜阻尼为转子支承系统提供阻尼。基于流体润滑理论的雷诺方程和长轴承近似理论,推导出一端封闭、一端开口边界的挤压油膜的压力分布近似解析解,得到等效油膜刚度和阻尼系数。最后对比分析了飞轮转子支承系统不平衡响应的计算与试验结果。     

油膜支承转子系统动静件碰摩特征分析

以支承在油膜轴承上的Jeffcott转子为对象，分析了油膜力对碰摩转子动力学行为的影响。通过与刚支情形对比，发现油膜力是耦合作用于碰摩转子系统，有时能够抑制振动，有时却加剧振动。因此实际转子碰摩故障诊断过程中，必须在充分考虑支承情况的基础上建立合理的非线性动力学模型，才能为实际转子系统的碰摩故障分析提供必要的理论依据。     

一种估算外弹性阻尼支承最佳参数的方法

设计参数合理的外弹性阻尼支承可以明显改善轴承－转子系统的固有特性及强迫振动响应。文中以滑动轴承支承的单质量转子系统不平衡响应计算为例，介绍了一种估算外弹性阻尼支承最佳参数的新方法——虚设振幅逆解法，并取得了良好的效果。研究结果表明，按照该方法选择弹性阻尼支承最佳参数是合理有效的，并使系统减振要求与改善系统传递力特性和系统的稳定性得到了内在统一。     

推力主动磁轴承的动特性参数辨识

针对五自由度刚性非对称磁轴承 -转子系统 ,建立了系统动力学模型 ,在此基础上推导出系统动特性参数辨识公式 ,并用多频电流激励法辨识出参数 .与理论计算结果相比表明 :系统所建模型符合实际 ,辨识方法有效 ;径向轴承在 x和 y方向上的力 -刚度和力 -电流系数相同 ,与推力轴承对应系数相比稍大 ;推力轴承对转子横向振动产生的耦合效应明显影响系统的稳定性 ,在设计系统时必须加以考虑     

Steady-state behaviour of flexible rotordynamic systems with oil journal bearings

This paper deals with the long term behaviour of flexible rotor systems, which are supported by nonlinear bearings. A system consisting of a rotor and a shaft which is supported by one oil journal bearing is investigated numerically. The shaft is modelled using finite elements and reduced using a component mode synthesis method. The bearings are modelled using the finite-length bearing theory. Branches of periodic solutions are calculated for three models of the system with an unbalance at the rotor. Also self-excited oscillations are calculated for the three models if no mass unbalance is present. The results show that a mass unbalance can stabilize rotor oscillations.     

外弹性支承滑动轴承—刚性转子系统非线性动力稳定性的研究

研究外弹性支承滑动轴承－刚性转子系统的动力稳定性问题。建立了弹性支承圆瓦轴承－Jeffcot转子系统的力学模型,针对滑动轴承水平转子,在油膜力非线性的情况下,采用Newmark方法计算其响应。对于一个具体的算例,通过改变其参数,确定其稳定区,并与滑膜力线性化时理论分析的结果进行了比较。     

高速涡轮增压器轴承-转子系统不平衡响应及稳定性分析

汽车涡轮增压器广泛采用浮环轴承支承的小型轻质转子系统,以实现100 000~300 000 r/min的工作转速,提高发动机功率和动力性能,并降低燃油消耗和排放. 在此超高速工况下,动压油膜的强非线性作用和转子固有的不平衡效应使该系统呈现出复杂的动力学现象,其中油膜涡动、振荡、跳跃、倍周期分岔和混沌等非线性动力学行为对增压器的健康运转意义重大,因而备受关注. 本文作者从摩擦学动力学耦合的角度出发,基于流体动压轴承润滑理论和有限差分法计算非稳态油膜压力,结合达朗贝尔原理和传递矩阵法建立了转子离散化动力学方程,提出了一种由双油膜浮环支承的涡轮增压器转子系统动力学模型,并从转子轨迹、轴承偏心率、频谱响应、庞加莱映射和分岔特性等方面比较分析,描述了该非线性轴承-转子系统的不平衡效应及油膜失稳特征. 结果表明:转子一般在相对低速下作稳定的单周期不平衡振动,在高转速下其被油膜失稳引起的次同步涡动所抑制,但不平衡量的增加可阻碍转子以拟周期运动通向混沌运动的路径;适当不平衡补偿下,由于内、外油膜间交互的非线性刚度和阻尼作用,在油膜失稳区间之间的中高速区会出现适合增压器健康运转的稳定区间.      

Application of mechanized mathematics to rotor dynamics

Based on the mechanized mathematics and WU Wen-tsun elimination method, using oil film forces of short-bearing model and Muszynska' s dynamic model, the dynamical behavior of rotor- bearing system and its .stability of motion are investigated . As example , the concept of Wu characteristic set and Maple software , whirl parameters of short- bearing model, which is usually solved by the numerical method, are analyzed. At the same time , stability of zero solution of Jeffcott rotor whirl equation and stability of self-excited vibration are studied. The conditions of stable motion are obtained by using theory of nonlinear vibration .