裂纹转子参数扭振特性研究

本文提出横向裂纹转子的可变抗扭刚度概念,建立参数扭振的单自由度动力学模型,从而指出裂纹转子在一定条件下存在扭失稳现象。在实验室条件下,作者对真实裂纹转子在不同联接条件下进行了试验,结果表明,裂纹转子存在参数扭振动现象。     

裂纹转子振动的非线性特性分析

在裂纹转子的非线性特性分析中考虑了裂纹产生对转子两个方向刚度的影响,此为基础在旋转坐标下建立了裂纹转子的非线性动力学模型,裂纹的“开闭”取决于转子振动,不平衡与重力的综合作用,利用数值方法对裂纹转子的拓动响响进行了计算,并根据数值计算的结果分析转子系统振动随不平衡,转速等参数变化的分叉混沌特性,同时,对系统响应描率谱进行计算得出,亚谐波与高次谐波分量可作为识别裂纹的重要特征。     

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。     

裂纹转子振动特性的研究

基于所建立的开闭裂纹转子系统的非线性动力学模型 ,对裂纹转子在不同裂纹深度下的振动特性进行了研究 ,在同时考虑转轴在平行裂纹方向与垂直裂纹方向的刚度随裂纹深度的变化的情况下 ,用数值方法计算了开闭裂纹转子系统在不同裂纹深度时的频谱和幅频图。结果表明 ,随裂纹深度的加深 ,转子的振动特性出现了较大的变化 ,由于裂纹的存在使其显示出特殊的动力学特性 ,为工程上转子裂纹的诊断提供了依据     

含初始弯曲裂纹转子振动特性

基于简单铰链裂纹模型,建立了含初始弯曲裂纹转子的动力学模型,得到了裂纹转子振动响应的仿真解;讨论了含初始弯曲裂纹转子的亚谐波共振特性及其与无初始弯曲裂纹转子频率成分的差异;数值仿真研究了刚度变化、初始弯曲、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子轴心轨迹的影响,从而为裂纹转子的故障诊断提供了依据．     

振动系统模型参数识别与修改

本文根据振动系统的输入输出相关函数方程,从理论上阐明了模态参数的时域识别方法.将相关函数方程转换到频域,直接给出分析模型的系数矩阵,从而得到一个较好的初始分析模型.利用识别模态或实验模态对相关函数方程进行坐标变换,在模态坐标系对初始分析模型进行修改.最后返回物理坐标系,并给出修改量计算公式.     

斜裂纹转子刚度特性分析

在材料力学和断裂力学的基础上,运用应变能释放率的方法,得出斜裂纹的刚度矩阵.讨论在裂纹全开的状态时,裂纹倾角、轴细长比和裂纹深度对转轴刚度的影响,并对裂纹处于旋转时的开闭情况及相应轴的刚度变化规律进行研究.结果表明:当裂纹处于全开状态时,随着裂纹倾角的增大,裂纹的刚度随之减小,轴刚度的变化随着裂纹深度的增大更加显著;当裂纹处于开闭状态时,随着裂纹深度的增加,轴的刚度不再一直减小,而是有一定规律的波动,即时变特性,此时,轴的耦合振动随之增强,转子的动力特性变得愈加复杂.     

裂纹转子动力特性的有限元分析

针对现有的裂纹转子模型的一些缺陷,提出了较为合理的新的有限元模型。然后提出了采用谐波平衡法求解裂纹转子动力学的新方法,从而使裂纹转子动力特性的精确的定量分析成为可能。     

具有弹性支承裂纹转子的动态响应分析

以单盘偏置裂纹转子为研究对象,同时考虑支承弹性和陀螺效应的影响,建立了运动方程并进行了仿真计算。数值分析表明：当转子以亚临界转速运行时,裂纹转子盘心响应和支承处加速度响应中均出现1,2,3…倍频成分,且出现分数次共振现象;转子以超临界转速运行时,盘心轨迹为一椭圆,幅频图上2倍频以后的各分量极小,而支承处加速度响应的幅频图2倍频以后的各谐波分量仍明显存在。     

振动系统参数识别的一种新方法

利用方块脉冲函数直接处理线性振动系统的运动微分方程，得到振动系统参数识别的一种新的时域方法，通过仿真计算表明，这种方法具有很高的识别精度。     

裂纹梁的动力特性与裂纹位置识别

根据能量原理和断裂力学理论导出模拟未开裂部分韧带效果的线弹簧模型的刚度矩阵，从而建立了一种裂纹梁分析的有限元模型，运用该模型，研究了不同裂纹长度和位置对悬臂梁动力特性的影响，算例结果与现有实验数据的比较表明，当无量纲裂长度小于０．６时，两者吻合非常好，反之，两者之间存在较大的误差。     

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．     

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。     

裂纹转子过亚临界转速瞬态响应特性

基于建立的裂纹转子瞬态响应动力学模型,得到了有无裂纹转子的数值仿真解。分析了裂纹转子的亚谐波共振特性;研究了刚度变化、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子瞬态响应的影响．将小波分析方法引入到裂纹转子时频特性研究中,得到了有无裂纹转子的小波时频特性,并讨论了它们的差别．     

分数阶阻尼裂纹转子的非线性动力学特性分析

为了有效地提高转子系统特性的分析精度,使其能够准确地进行故障诊断,以Jeffcott转子模型为基础,建立了带有分数阶阻尼和横向呼吸裂纹故障的转子系统的动力学模型.采用4阶龙格库塔法和10阶连分式欧拉法对转子系统的动力学方程进行数值仿真计算,利用轴心轨迹图、Poin-care截面映射图和分岔图等,研究了阻尼的分数阶次、转速和裂纹深度对裂纹转子动态特性的影响,并通过实验对理论分析结果进行了验证.分析结果表明:在半临界转速附近,由于裂纹的存在,转子的轴心轨迹呈现明显的双环型(或称内8字形),因此响应中的2倍频分量占主导地位.随着分数次阻尼阶次的增加,转子系统依次经历混沌、准周期和周期运动,同时裂纹深度、不平衡量以及转速对转子系统的动态特性具有明显影响.