考虑非线性油膜力的转子系统稳态响应的研究

利用有限元方法对故障转子系统进行动态仿真，在有限元模型中采用了铁木辛柯梁理论，包含了陀螺力矩、转动惯量、剪切变形以及轴的不对称、偏心的影响；利用有限长轴承理论，将非线性油膜力对转子系统的影响加入有限元模型中．最后给出了数值仿真的结果     

高速永磁电机转子关键性能研究

从电磁和机械两方面综合考虑,基于弹性力学理论,运用有限元分析方法建立护套和永磁体应力计算模型,计算永磁体和护套的基本尺寸和过盈量.并利用轴对称的有限元模型推算出转子系统的动力学方程,进而通过有限元仿真分析了转子临界转速和振动模态以及刚度对临界转速的影响.     

主动式磁浮主轴系统的最优控制

应用最优控制理论，对磨床的磁浮主轴系统的稳态不平衡响应实施最优控制，建立了系统的有限元模型；采用阻尼衰减控制，提高了转子的抗失稳、抗干扰能力，使转子的整体响应水平明显改善。仿真计算表明，控制效果符合要求。     

裂纹转子故障诊断的小波时频分析方法

基于局部柔度理论论铰链裂纹纹模型，建立了袭纹转子的动力学模型，得到了裂纹转子与无裂纹转子的数值仿真解，利用连续小波时频分析方法，讨论了裂纹转子与无裂纹转子的小波时频特性，提出了利用小波时频分析方法识别裂纹的新方法，数值仿真研究了采样频率及小波时频分析方法的准确性和有效性的影响，并给出了建议性的采样频率，最后实验验证了该方法的有效性和实用性。     

裂纹转子系统扭转振动时频特性研究

基于简单铰链裂纹模型和局部柔度理论，建立了横向裂纹转子系统扭转振动的动力学模型，得到了裂纹转子扭转振动的数值仿真解，并有了呼吸裂纹转子系统存在着亚谐波共振特性，将小波技术引入到裂纹转子扭转振动时频特性的数值仿真研究中，结果发现裂纹转子的小波时频二维谱存在着6组大系数，小波三维谱表现为6个峰，相应的小波时频等高线表现为6组同心圆，从而表明可以利用裂纹转子扭转振动独特的时频特性作为监测转子系统横向裂纹的依据。     

阻尼衰减对磁浮主轴系统的影响

应用最优控制理论，对磁浮主轴系统的稳态不平衡响应实施最优控制；建立了系统的有限元模型；采用阻尼衰减控制，使得轴子在外界激扰下的振幅在很短时间内迅速衰减；提高了转子的抗失稳、抗干扰能力，使转子的整体响应水平明显改善．经过仿真计算表明．其控制效果达到要求．     

I-deas变量化分析在转子系统有限元建模中的应用

基于转子动力学理论和有限元数值分析方法,在NX I-deas5软件平台上建立转子系统简化的三维实体模型和有限元模型,并使用软件的变量化分析功能对该转子有限元模型的等效支承参数进行了优化,通过对转子系统有限元模型进行动响应分析,实验验证了模型的准确性。     

裂纹转子的振动特性与裂纹参数识别

基于Euler-Bernoulli理论和局部柔度理论，给出了停机状态单一开裂纹转子的连续模型．数值仿真研究了裂纹深度和裂纹位置对转子固有频率以及振型的影响，并提出了利用固有频率和振型识别裂纹参数的方法，仿真算例验证了该方法的有效性和可行性．     

转子系统局部碰摩故障传递机制特性研究

旋转机械的高速化和高效化使系统转定子间的间隙越来越小,转子振动经常引发局部碰摩故障,进而使整个转子系统响应呈现非线性,影响系统的稳定运行,及时掌握碰摩转子系统的动力学特性为处理故障建立基础.以谐波平衡和有限元理论为基础,建立碰摩转子系统的有限元模型并利用系统振动响应各次谐波分量与频率响应矩阵之间的关系,提出转子系统局部碰摩故障传递机制,即系统某处发生故障后对其他位置产生的影响.通过数值仿真和实验验证了此机制的正确性.具有n个故障的转子系统,仅需要任意n+2个节点的响应就可以得到剩余所有节点的响应.对于不平衡、碰摩、不对中和裂纹等转子系统的常见故障,传递机制具有良好的适用性.     

基于Wigner-Ville分布裂纹转子识别的仿真

建立了基于简单铰链裂纹模型的裂纹转子瞬态响应的动力学模型，得到了裂纹转子与无裂纹转子的仿真解；利用Wigner-Ville分布比较了裂纹转子与无裂纹转子的时频特性，提出了利用Wigner-Ville分布识别裂纹转子的方法．数值仿真研究了Wigner-Ville分布对刚度变化的敏感性，讨论了质量偏心和质量偏心角对裂纹转子Wigner-Ville时频特性的影响，为工程实际中裂纹转子的识别提供了依据．     

大型立式电动机转子系统模态仿真与振动实验研究

根据电磁耦合理论和电动机的实际工作情况,建立YKSL1730型电动机转子系统的虚拟样机模型,确定模型的载荷和约束。应用有限元仿真系统Msc.Nastran,对该转子系统进行有限元模态分析,获得前3阶固有频率及其振型云图,分析转子变形的分布规律,确定转子在前3阶固有模态下振动的主要危险部位。同时,应用DH5922动态信号测试分析系统对YKSL1730型立式电动机进行振动试验,获得空载工况下的一系列时域信号;通过信号的频谱分析,获得该型立式电动机前3阶固有频率的实验值。研究结果表明:仿真试验结果与理论分析结果很接近,仿真结果可为立式电动机的结构设计与减振降噪提供理论依据;增加转子系统的刚度,可减小转子及其铁芯端部的变形,提高电机运行的平稳性和安全性。     

静电陀螺仪球形转子静态变形分析

对静电陀螺球形转子在外受和未受大气压作用进行了理论和有限元数值分析。理论分析以弹性力学为依据,有限元分析对转子进行三维实体建模,并利用有限元软件ANSYS进行了变形分析与仿真,得出了上述两种状态下球形转子的静态变形,为补偿或减小转子的动态变形,提高转子的动态精度提供了理论依据。     

静电陀螺仪球形转子静态变形分析

对静电陀螺球形转子在外受和未受大气压作用进行了理论和有限元数值分析.理论分析以弹性力学为依据,有限元分析对转子进行三维实体建模,并利用有限元软件ANSYS进行了变形分析与仿真,得出了上述两种状态下球形转子的静态变形,为补偿或减小转子的动态变形,提高转子的动态精度提供了理论依据.     

不平衡-碰摩-不对中故障耦合作用下柔性转子-滚动轴承系统动力学分析与实验

研究柔性转子．滚动轴承系统在不平衡一碰摩．不对中故障耦合作用下的动力学响应．基于有限元与数值计算联合仿真方法,建立转子．滚动轴承系统的耦合故障柔性多体系统动力学控制模型．运用模态综合法建立柔性多体系统动力学模型,并自行编程建立非线性轴承力、碰摩力与不对中激振力模型．分析对比了系统在各种故障耦合作用下的振动特征图．结果表明,不对中故障对转子系统的整体振动影响较明显,不对中故障较严重时,整个系统振动形式更加复杂,并且仿真分析结果与实验结果能够较好的吻合,因此该方法可有效研究转子一轴承系统的不平衡一碰摩一不对中耦合故障特征．     

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致.研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内.     

弹性环式支承结构动刚度分析及其对转子系统的影响

针对用于航空发动机转子系统中的弹性环式支承结构刚度特性问题,开展其动刚度分析和实验测试以及其对转子系统固有特性影响分析研究.首先,建立弹性环式支承结构有限元模型,对其动刚度进行计算,并进行动刚度测试与验证,经实验所得测试结果与仿真计算的结果趋势一致,证明了对弹性环式支承结构的动刚度分析方法的有效性.然后,建立了带弹性环式支承结构的转子系统有限元模型,研究了转子系统在静刚度和动刚度条件下对临界转速的影响.结果表明,弹性环式支承结构动刚度对临界转速的影响较为明显,其中一阶临界转速降低了26%,且产生了新的共振频率,因此分析转子系统固有特性时应充分考虑支承结构的动刚度影响.     

转子系统不对中-碰摩耦合故障的动力学特性

针对由于轴承不对中而引起不对中-碰摩耦合故障的转子-轴承系统,建立了双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统力学模型和有限元模型.基于非线性有限元方法,使用等效不对中力矩及接触理论研究了不同转速对系统动力学特性的影响.研究结果表明,不对中-碰摩耦合故障常常以碰摩故障特征为主,并且二倍频出现较早及其峰值会急速增大.进一步运用小波基函数对故障信号进行等宽频带的划分,通过对故障转子系统频域响应中二倍频峰值变化趋势的分析研究发现,可将二倍频比例值作为含有不对中故障转子系统故障严重程度的一个判断依据.     

火箭发动机液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性动力稳定性

研究了不平衡激励下密封对火箭发动机液氢涡轮泵转子系统非线性动力稳定性的影响；采用Muszynska模型描述密封流体激振力，根据Timoshenko梁-轴有限元模型离散化转轴，建立了实际液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性有限元模型；结合Floquet理论和打靶法，分析了该不平衡系统的动力稳定性和非线性行为。研究表明：密封诱发的次同步进动造成的系统失稳破坏首先发生在涡轮端轴承；轴承阻尼、密封轴向雷诺数和密封长度对系统临界失稳转速有显著影响，随着轴承阻尼和密封轴向雷诺数的增大，系统临界失稳转速增加，随着密封长度的增加，临界失稳转速逐渐变小。     

绕线型无刷双馈电机的有限元分析

介绍了无刷双馈电机的工作原理和结构特点,重点阐述了绕线转子绕组的绕组设计,并利用Ansoft的二维瞬态磁场建立了这种绕线转子结构的有限元模型,在模型建好后,对其利用外电路加不同的激励,然后对模型进行了有限元仿真,得到了这种绕线型BDFM的磁力线分布、气隙磁密波形,并对得到的气隙磁密进行了频谱分析,得到了一些与常规电机不一样的结论.经过有限元分析,说明这种绕线型转子结构的无刷双馈电机在设计上可行,也完全符合交流电机的设计理论,为进一步深入研究BDFM转子的优化设计提供了一定的参考,对无刷双馈电机的整体设计也有一定的指导意义.     

含螺栓联接的转子系统轴向刚度不确定性分析

转子系统中螺栓联接结构轴向联接刚度的不确定性对转子系统动力学特性具有重要影响,为此,在构建螺栓联接结构有限单元基础上,建立了转子系统整体有限元模型,采用非嵌入多项式混沌展开法分析轴向联接刚度不确定性对转子系统动力学特性的影响.结果表明:轴向联接刚度在一定范围内变化会导致临界转速及临界转速对应的稳态响应幅值偏离预期,随着轴向刚度不确定性的标准差增大,盘竖直方向稳态响应均值降低.研究结果可为螺栓联接转子的设计提供理论参考.