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.     

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     

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。     

倒置式轴承动特性试验台建模及参数识别精度

针对滑动轴承倒置式试验台,建立了轴承转子动力学模型和动特性系数测试的频域模型,提出了基于正反动力学仿真的动特性系数识别的精度评估方法,重点分析了测试误差和激振频率对动特性系数识别精度的影响.结果表明:刚度阻尼系数的识别误差与幅值误差的大小基本成正比;相位误差对主刚度和交叉阻尼影响很小,对交叉刚度和主阻尼影响较大;当同时存在幅值和相位误差时,对动特性系数识别精度的影响为两种误差单独影响效果的叠加.当采用单频激振法测试轴承动特性时,宜在低频和共振频率附近分别进行两次测试.低频范围内主刚度和交叉阻尼识别数据较为可信,而在共振频率附近主阻尼识别误差小;交叉刚度对相位误差敏感,只有当相位误差很小时识别结果才较为可信.     

滑动轴承油膜参数识别的新算法及试验研究

提出一种滑动轴承油膜动力特性系数(油膜阻尼系数和油膜刚度系数)试验识别新算法.利用振动理论和最小二乘方法推导出识别算法的数学模型,并进行了试验研究.试验结果表明,该方法可以有效地抑制无用信号,具有较高的识别精度.利用该算法不需要事先测量基础刚度和阻尼,同时还可以识别轴颈的等效质量.     

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.     

三种空化模型下挤压油膜阻尼器空化流场特性对比

为准确预测挤压油膜阻尼器空化流场特性,基于ANSYS-Fluent软件建立非同心型挤压油膜阻尼器三维非定常空化流场求解模型.分别采用Zwart-Gerber-Belamri(Z-G-B)、Schnerr-Sauer(S-S)及Singhal三种空化模型计算得到挤压油膜阻尼器各测点的压力结果,并将其与实验数据进行对比,比较了三种空化模型下阻尼器内的油膜压力与气穴分布、流场中的气穴比以及油膜力特性.结果表明,三种空化模型中S-S模型的数值结果与试验数据最为吻合,适用于描述挤压油膜阻尼器空化流场特性,为挤压油膜阻尼器空化流场模拟提供了可靠的模型和方法.     

回转轴系参数识别研究

本文以纺织机械中的一个重要部件——细纱锭子为例,从连续系统的复模态观点出发,研究了具有挤压油膜阻尼装置的回转轴系的参数识别问题,导出了连续系统振型方程的“共轭自乘积分式”,由此建立了具有任意分布的粘性阻尼和弹簧作用的连续系统物理参数和模态参数之间的关系,并且在对回转轴系进行复模态分析的基础上建立了识别系统油膜刚度和阻尼系数的迭代公式,从而只要采用单点激振、单点测量的方法即可足够精确地识别出系统的油膜刚度、阻尼系数。另外,本文还建立了求解回转轴系复频率的迭代公式。     

基于有限元方法的液体动静压主轴系统数字化分析

轴承的支撑特性与主轴系统的动态特性直接影响着磨削加工质量,液体动静压主轴系统的动态特性主要体现在轴承的支撑刚度与阻尼.首先使用流体动力学分析技术对液体动静压轴承进行不同参数下的油膜承载能力、油膜温度场分析,进而使用动网格技术对油膜支撑刚度与阻尼进行分析.然后将所得到的支撑刚度与阻尼转化为等效模型应用到主轴系统动态特性有限元分析中,对主轴系统进行动态特性分析.最后采用实验方法测量主轴系统固有频率以验证分析方法的正确性.     

井下涡轮发电机轴系减振阻尼器设计与分析

提出一种新型阻尼器以减小基础激励下发电机的轴承力,该阻尼器由周向油膜的挤压效应与端面节流流道的节流效应协同产生阻尼,端面节流流道采用特斯拉阀结构,具有一定单向导通性,既可产生正向阻尼,又可减小油液反流阻力,缓解油膜空化问题;采用内置密封储油腔,整体结构紧凑。对阻尼器结构进行设计,采用数值方法研究阻尼特性及减振性能。结果表明：阻尼系数总体上具有一定非线性,但在低速低频区具有良好的线性度;阻尼器显著减小基础摆动产生的惯性载荷,与未安装阻尼器的对照组相比,径向轴承力下降至53.51%,支撑刚性下降至0.038倍,轴系径向振动位移和速度增长至14.63倍,但二者之积仍小于1,说明支撑刚性下降导致的轴系振动位移增长趋势被抑制,轴系得以有效减振。     

燃气轮机用弹支多孔油膜阻尼器调频减振的研究

为了调整某轻型单轴式燃气轮机转子支承系统临界转速和控制振动,理论计算和实验分析了该燃气轮机转子支承系统动力特性.结合该燃气轮机的具体结构,设计了弹性支承和多孔质挤压油膜阻尼器(PSFD),调整其临界转速和控制振动.将弹性支承和PSFD安装在该燃气轮机上进行开车实验的结果表明,理论计算与实验结果吻合得很好,临界转速调整到了预期值,阻尼器的减振效果突出.弹性支承和PSFD在实际燃气轮机上获得了成功应用.     

铅挤压阻尼器的研究

利用铅的塑性变形能力,设计制作了铅挤压阻尼器.根据金属挤压理论,分别基于解析法和有限元法提出了分析铅挤压阻尼器力学特征的方法,并建立了相关的计算公式.试验研究了铅挤压阻尼器在不同位移、不同频率组合下的力学性能.研究结果表明,铅挤压阻尼器的屈前刚度大、滞回曲线丰满,在小位移加载时,阻尼比高达0.5以上;铅挤压阻尼器的阻尼性能与加载频率无关,工作性能稳定.该阻尼器可以作为工程结构风振和抗震控制的消能装置.     

复合式油膜阻尼器在机床主轴系统中的应用

计算机模拟计算和试验研究表明,机床滚动支承主轴系统采用复合式油膜阻尼器,可显著提高机床的动态性能。深入研究了油膜阻尼对主轴系统的共振频率及振幅的影响。对于共振频率是油膜阻尼的单调增函数,以及油膜阻尼关于轴端振幅存在最优值等特性进行了理论分析,并得出若干重要结论。     

进口防旋板对孔型密封非定常气流激振特性的影响

为了展示透平机械密封系统设计中进口防旋板在改善密封转子动力特性和增强转子系统稳定性的止旋方面的性能,采用基于转子多频椭圆轨迹涡动模型和动网格技术的非定常数值方法,研究了进口防旋板对孔型密封非定常气流激振力和转子动力特性系数的影响,计算分析了进口预旋比分别为0和0.6时2种进口防旋板结构的孔型密封转子动力特性系数、非定常气流激振力和流场特性,并与实验结果进行了对比。研究表明:非定常数值方法能够准确预测与频率相关的孔型密封转子动力特性系数;进口预旋可显著减小孔型密封的有效阻尼、增大有效阻尼项的穿越频率,易诱发转子涡动失稳;进口防旋板能够有效减小孔型密封的进口旋流速度、孔型密封的交叉刚度和有效阻尼穿越频率,增大孔型密封的有效刚度和有效阻尼,进而提高转子系统的稳定性。     

袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动预测模型

为了满足宽频域下阻尼密封转子动力特性的计算要求,针对单频涡动模型计算量大的问题,提出了采用动网格技术和非定常数值方法来预测袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动模型.以转子多频单向涡动位移作为激励信号,采用非定常方法和动网格技术进行了三维ReynoldsAveraged Navier-Stokes (RANS)方程的数值求解,从而获得了袋型阻尼密封的瞬时流体激振力.通过快速傅里叶变换,在频域内计算了10个频率的8个转子动力特性系数,并与实验值进行了比较.结果表明:数值计算得到的袋型阻尼密封转子动力特性系数与实验值吻合良好,从而验证了基于多频单向涡动模型的数值方法能够可靠预测袋型阻尼密封转子动力特性.     

多层油膜阻尼转子系统动力学建模方法的研究

对多层油膜阻尼柔性转子系统的动力学模型进行了研究 .从运动流体的动量微分方程及其质量连续性方程出发 ,分别采用紊流短轴理论和层流长轴理论来分析挤压阻尼器油膜层和滑动轴承油膜层 ,推导出油膜层压力分布函数 .在模型的建立过程中 ,考虑了旋转机械中出现的外界阻尼力、间隙激励力、外界异频干扰力和外界静态载荷     

挤压油膜阻尼器同步响应设计的分析

基于轴颈径向振动情况的挤压油膜阻尼器(SFD)长轴承模型,结合Navier-Stokes(N-S)方程,通过推导油膜惯性速度分布,求解并用数值法验证了油膜压力分布模型.模型的分析结果 揭示了油膜径向力反演特性,据此提出了SFD同步压力响应设计准则,并分析了满足此准则的SFD设计参数之间的关系,可为深入研究油膜动力特性和SFD-转子系统动态设计奠定基础.     

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     

冲击载荷作用下电磁阻尼器动力学特性研究

为了探究电磁阻尼器在冲击环境下的工作特性,开展针对冲击载荷作用下的电磁阻尼器动力学特性研究。首先,根据电磁阻尼器存在的“恒阻尼-恒功率”的固有特性,基于单自由度系统振动模型,建立冲击载荷作用下电磁阻尼器阻尼响应模型,分析了冲击性质等因素与阻尼输出特性的匹配关系;其次,建立了电磁阻尼器动力学模型,并利用Simulink搭建了仿真模型进行分析;最后,研究分析了载荷匹配系数和衰减系数对电磁阻尼器阻尼输出特性的影响,提出了阻尼稳定输出的调整方法。研究结果表明：电磁阻尼器在实现对冲击载荷的制动过程中,会在恒阻尼输出平台中出现阻尼凹陷现象的突变,且其制动特性可以通过载荷匹配系数和衰减系数进行调整。     

大型滑动轴承油膜动特性系数现场识别方法的研究

提出一种可用于大型滑动轴承油膜动特性系数在线识别的新方法。该方法利用高速动平衡机特殊的支撑结构，通过改变运动中转子一滑动轴承的支撑刚度，拾取刚度改变前后系统动不平衡响应的稳态值，来确定油膜动特性系数。实验结果表明，该方法具有较高的精度和可靠性。