带挤压油膜阻尼器悬臂转子系统的突加不平衡响应分析

以典型涡扇发动机带挤压油膜阻尼器(SFD)的低压悬臂转子结构为基础,通过合理简化模型,对转子系统中的轴承、挤压油膜阻尼器和突加不平衡量进行了相关分析和说明;并用实验得到前两阶临界转速结果验证模型的合理性;然后仿真模拟得到突加不平衡对旋转中的风扇盘在不同工况下的不平衡响应,其中包括在恒定转速下突加不平衡和转子在增速过程通过双稳态区域时施加不平衡时转子响应的特点。通过改变突加不平衡量的大小、相位和油膜间隙等影响因素来分析响应曲线的变化并得出结论。研究结果表明:在恒定转速下,系统参数的改变对突加不平衡有较大的影响;对于加速通过双稳态响应区,突加不平衡发生在不同转速区,不平衡响应走的路径也不同。     

一类转子-轴承-密封系统在静态偏置下的动力学方程建模和仿真

在Muszynska密封流体激振力模型中,考虑了密封腔中轴颈静态偏置的影响,建立了非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型.其中,数值仿真了转速等因素对系统动态响应所造成的影响,给出了系统响应随转子偏心量、转速变化的分岔图、Poincare截面图、轴心轨迹图、时间响应图和最大Lyapunov指数图等.     

滑动轴承转子系统挤压油膜阻尼器最佳参数的设计与实现

尽管挤压油膜阻尼器具有明显改善转子系统振动特性的作用，合理确定挤压油膜阻尼器的设计参数却非易事，尤其是在复杂的轴承－转子系统情况下．文中介绍了一种行之有效的挤压油膜阻尼器最优设计方法——虚设振幅逆解法．利用该方法可以首先估算系统所需的最佳支承质量、支承刚度和支承阻尼，进而可以确定满足以上参数要求的挤压油膜阻尼器的结构参数．文中针对滑动轴承支承的单质量弹性转子系统，分别对普通挤压油膜阻尼器和静压挤压油膜阻尼器的２种情况进行了计算和分析     

机械密封对转子轴承系统动力学性能的影响

采用集总质量模型和传递矩阵法建立了考虑机械密封影响的转子轴承系统动力学方程,并采用广义逆迭代法求解出上述线性方程组的特征值.在考察系统的响应时,采用Gauss消元法计算不平衡激励下系统的强迫振动响应.结合某典型的八字形螺旋槽式液体机械密封的动特性参数计算结果,给出了机械密封对高速转子轴承系统动力学行为的影响,并同时分析了结构参数对系统动力学性能的影响,以及在不平衡激励下考虑机械密封系统时转子轴承系统的强迫振动响应.结果表明,机械密封的存在对高速转子轴承系统动力学行为有一定的影响.例如,对于柔性转子系统,考虑机械密封系统时可使系统的一阶阻尼临界转速提高60%～80%.     

特殊油膜结构对离心机过挠性临界转速的影响

为了确定阻尼器油膜边界条件对离心机升速过程中的振动特性的影响,借鉴Muszynska油膜模型,对离心机阻尼器油膜边界进行了改造。通过有限体积数值计算对新结构可能对阻尼器油膜流场带来的影响进行了分析。设计制作出了一种新型油膜阻尼器并应用于超临界离心机实验,验证了其在离心机转子支承系统过挠性临界过程中对降低系统的振动和不稳定性的明显作用。过挠性临界过程中,阻尼器的振动振幅由15μm有效减小到了1μm。结果显示出特殊油膜结构在离心机阻尼器的设计中的有效性和重要研究价值。     

基于转子-轴承-干气密封系统静环振动分析

以转子-轴承-干气密封系统为研究对象,综合考虑轴承油膜力及外界瞬时激振力对干气密封系统稳定性的影响,建立转子-轴承-干气密封系统轴向振动模型,并利用近似解析法求解微尺度下的非线性雷诺方程,同时耦合振动方程推导得出气膜轴向刚度及轴向阻尼的表达式并编程计算.通过分析不同螺旋槽数响应下时间历程图和相轨图,探寻系统轴向振动特性...     

挤压油膜阻尼器的油膜压力分布理论分析

根据含有流体惯性项的Navier-Stokes方程,求解了挤压油膜阻尼器长轴承模型的油膜惯性速度,以此建立了压力分布模型,并对该模型进行了数值验证。结果表明,当雷诺数达到中等值以上时,该模型有较高精度。压力模型的参数分析结果表明,流体惯性对油膜压力分布有较大影响,并有助于提高油膜承载能力;偏心率影响压力响应的同步性。本文的工作为深入研究油膜惯性对油膜动力参数的影响及高速转子系统设计奠定了基础。     

用传递矩阵法求解柔性转子在SFDB中的失衡响应

用传递矩阵法推导出转子在挤压油膜阻尼器主承ＳＦＤＢ中特征盘运动微分方程，并进行求解。与其他方法相比，该方法节省机时，可求得任一截面响应，更重要的是可求得双稳态解，这是其他方法难以相比的。     

转子-轴承-密封系统的非线性振动特性

将非线性油膜力和密封力模型相结合,建立了具有非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型.利用数值积分方法,对系统由于密封力引起的非线性动力学行为进行了研究,给出了系统响应随转子转速、偏心量和密封间隙变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图,以及一些典型的Poincaré截面图、轴心轨迹图和频谱图.通过比较转子系统是否考虑密封力时的响应,发现非线性密封力提高了转子系统的稳定性区域,抑制了系统出现倍周期分叉,并且综合考虑非线性油膜力和密封力的耦合系统具有周期、拟周期和混沌等复杂的动力学行为.     

机动飞行下挤压油膜阻尼器对碰摩故障转子系统的影响

飞机飞行时,航空发动机的故障对于飞机的安全性有着重要影响。针对这个问题,基于Lagrange方程,建立了飞机在空间进行机动飞行时发动机转子系统的动力学模型;同时基于库伦定律,建立了转子碰摩故障模型;基于雷诺方程,建立了挤压油膜阻尼器的模型;对模型进行综合建模,得到不同机动飞行条件下转子-滚动轴承-挤压油膜阻尼器(SFD)系统非线性动力学微分方程,通过龙格库塔数值解法进行求解得到不同机动飞行状态下碰摩故障状态的系统振动响应,得到了不同机动飞行状态下碰摩故障转子系统的运动分岔图,同时利用典型转速(1 400rad/s,2 000rad/s)下转子系统的频谱图、庞加莱图、时域图和轴心轨迹图研究系统的动力学特性。研究结果表明:在高转速下,SFD能够显著提高系统的稳定性,抑制系统的非线性特征,但是在低转速下可能损害系统稳定性;不同机动飞行状态下,SFD对于转子系统非线性特征的影响大小也不同。     

金属橡胶挤压油膜阻尼器刚度分析

利用金属橡胶材料的弹性特性和良好的渗流性能,设计了一种端部和径向都安装金属橡胶环的新型挤压油膜阻尼器,以达到降低发动机转子高速旋转产生的振动,克服转子支撑中传统挤压油膜阻尼器油膜刚度高度非线性带来的不利影响的目的,通过对比分析传统挤压油膜阻尼器和新型金属橡胶挤压油膜阻尼器等效支撑刚度和等效阻尼特性,表明新型金属橡胶挤压油膜阻尼器具有更好的刚度特性,增强了转子系统承载不平衡量的能力,具有良好的阻尼减振效果.图5,参8.     

在滑动轴承转子系统中挤压油膜阻尼器的减振特性分析

研究了挤压油膜阻尼器在具有滑动轴承支承的非线性转子动力系统中的减振特性．首先分析了滑动轴承－转子非线性动力系统的稳定性及分岔行为．研究表明：在较大不平衡量作用下，系统易发生倍周期分岔、准周期分岔，失稳转速较低．然后分析了加入挤压油膜阻尼器后的滑动轴承－转子非线性动力系统的稳定性及分岔行为．分析表明：挤压油膜阻尼器的加入，有效地改变了系统的分岔行为，提高了失稳转速，特别是在较大不平衡量作用下，其效果更加明显     

带SFD的转子——支承系统稳态动力响应研究

该文研究了带挤压油膜阻尼器的转子－支承系统的稳态动力响应，提出了求解非线性转子系统稳态动力响应的三角级数法，通过对某涡喷发动机转子－支承系统模拟实验台的计算，分析及实验研究，证明该文给出的方法正确，合理。     

含挤压油膜阻尼器的甘蔗切割器转子系统的动力特性

为了获得挤压油膜阻尼器对甘蔗收获机切割器立式转子系统的动力学特性的影响,本文将含该阻尼器的切割器系统简化成刀盘-SFD立式转子系统,建立了其非线性动力学模型.基于该模型,运用数值求解方法并利用不同工作转速时刀盘的轴心轨迹、Poincare映射、FFT频谱特性对含\不含挤压油膜阻尼器的切割器轴心轨迹进行对比分析,结果表明,当Ω=500 r·min-1和Ω=800 r·min-1时,含SFD与不含SFD切割器系统的轴心轨迹分别呈4倍周期和3倍周期分岔,SFD能降低刀盘轴心振动幅值,最大幅值减小到原来的1/3,且工作转速越高,挤压油膜阻尼器的减振效果越明显.     

非线性非稳态油膜支撑的密封-转子系统流体激励行为

将非线性非稳态油膜力模型与密封流体Muszynska模型结合，对非线性非稳态油膜力支承下的密封-转子系统流体激励行为进行了研究，发现其响应随转速比的变化具有复杂的动力学行为，产生了包括周期、拟周期等丰富的振动现象，具有很强的非线性特征。     

挤压油膜阻尼器的动力特性

本文介绍了旋转机械转子应用挤压油膜阻尼器减振的动力特性。在全周油膜、不可压缩层流运动的假设下，对描述挤压油膜阻尼器的运动方程，给出了油膜刚度和油膜阻尼的解析解，为建立具有工程实用目的的力学模型提供了依据。     

涡轮泵转子-石墨密封系统的振动特性

针对液体火箭发动机涡轮泵中转子-石墨接触式密封系统的接触摩擦问题,建立了涡轮泵转子-石墨密封系统的弯扭耦合动力学方程.采用Runge-Kutta法得到不平衡力激励下的振动响应,并分析了压紧力对转子振动响应的影响.响应频谱分析结果表明,在石墨密封的作用下,即使转子偏心量较小,转子振动也会出现组合频率振动和零频振动等典型弯扭耦合振动现象.随着压紧力的增大,转子振动谱图中出现连续谱及零频振动,在整个频域范围内转子出现组合共振.转速的升高和压紧力的增大都会导致转子振动趋于低频振动.研究结果表明,石墨密封摩擦作用增强了转子弯曲和扭转振动的耦合,并可能引发转子系统失稳.     

非线性转子的加速特性和力矩分析

本文经对一个柔性转子-SFDB(squccze film damper bearing,挤压油膜阻尼器轴承)系统通过共振时的瞬态响应进行试验研究和理论分析,认为:旋转角加速度的大小对此非线性转子通过共振时的跳跃现象的性质不产生明显影响,这说明,在实际的加速条件下,这一类转子系统通过共振时的跳跃现象是不能完全避免的.对上述转子系统通过共振时的力矩分析表明,由不平衡载荷等惯性力引起的惯性力矩是影响此系统通过共振时力矩变化的主要因素.     

带阻尼器的滑动轴承转子系统功态特性研究

用快速伽辽金方法结合弗洛凯理论和数值积分方法,对挤压油膜阻尼器－滑动轴承－刚性Ｊｅｆｆｃｏｔｔ转子系统的稳定性和分叉行为进行了研究。计算结果表明,系统能够在一定范围内保持稳定,并出现倍周期和霍普夫分叉现象,为有效地控制转子的稳定运行状态提供了理论依据。     

转子-阻尼器-密封系统的运动稳定性分析

为分析转子—阻尼器—密封系统在密封的作用下所出现的不稳定现象以及阻尼器在抑制系统不稳定中的作用,对于一个水平放置的转子模型,考虑了线性形式的密封作用力、线性阻尼器以及非线性阻尼器的作用,通过求解综合运动微分方程的特征值,讨论了这类系统的运动稳定性。分析结果表明,作为一个非线性元件,阻尼器可以在系统出现失稳时为系统提供更多的阻尼,从而延缓不稳定的发生,有时可导致系统在极限环状态下运行。