齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动模型研究

总结了齿轮－转子－轴承系统弯扭耦合振动的耦合模型，指明了它们之间的内在关系通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对齿轮间动态啮合力的影响，建立了更加合理、更加精细的弯扭耦合模型，以前的弯扭耦合模型只是文章中新模型的新例，可由新模型退化得到。     

燃气轮机拉杆转子动力学建模及临界转速计算

重型燃气轮机通常采用拉杆转子结构,此类转子-支撑系统的临界转速的分析计算与整体结构转子不同.以Riccati传递矩阵法为框架,对某燃气轮机中心拉杆转子结构进行分析并离散,考虑轴承支撑以及端面齿啮合对转子动力学特性的影响,建立转子 支撑系统的动力学计算模型.利用该模型对临界转速以及相应的振型进行计算,并通过与试验台实测结果的对比,验证了计算模型和方法的正确性,该方法可应用于类似结构转子动力学特性的分析研究.     

三转子涡扇发动机低压转子临界转速估算

本文针对三转子涡扇发动机低压转子进行临界转速计算分析。三转子涡扇发动机低压转子跨距大,支点数目多,工作区间包含临界转速。在利用传递矩阵法进行临界转速估算过程中,分别计算了不同模型,不同支承刚度下转子临界转速。通过对比计算结果差异,得出了转子系统结构模型简化方式及支承刚性对转子临界转速的影响关系。     

不平衡转子弯扭耦合振动分析

考虑扭转振动对弯曲振动的影响,推导建立了弯扭动力耦合情况下,不平衡转子的非线性振动微分方程,然后用算例分析了这种情况下转子的振动特性。最后得出了结论。     

计算多转子系统临界转速的整体传递矩阵法

提出了整体传递矩阵法中耦合单元的概念，导出了各向同性和各向异性耦合单元的传递矩阵，并给出了几个算例。整体传递矩阵法是取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量，各转子同时对系统状态向量进行传递，求得多转子轴系的整体传递矩阵方程，代入整体边界条件进行求即可得到多转子轴系的临界速。与子结构传递矩阵法相比，整体传递矩阵法不必将多转子系统在耦合单元处分割开来，示引入未知内力和位移，也不必建立分割处的平衡方程或变形协调条件。     

裂纹转子弯扭耦合振动的理论研究

以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象，建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程，并用数值方法分析了该转子系统的动力响应。结果表明，弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的，不平衡偏心较大时，扭转对弯曲振动的影响主要体现在高转速部分，且随裂纹深度的增加，受影响的转速下限降低，当裂纹较深，转速较高时，扭转对弯曲振动有明显的影响，使频谱图和轴心轨迹都发生较大的变化，且对转速的变化极为敏感，因此在故障诊断时必须对扭转的耦合作用高度重视。     

空心锭子的动态特性分析

采用传递矩阵法分析了某空心锭子的临界转速及强迫振动时的轴承受力,讨论了锭子结构参数、纱管和纱线质量对锭子临界转速的影响。文中还采用模态试验法识别了锭子支承的刚度系数,为空心锭子的结构设计提供了理论依据。     

齿轮轴系弯扭耦合振动特性

以某大型压缩机转子系统为研究对象,计及机组和支承的弹性变形和齿轮的时变啮合刚度,结合转子动力学,建立了齿轮转子系统的有限元模型,综合分析了齿轮转子系统的弯扭耦合振动特性.探讨了膜片联轴器、啮合刚度以及支承刚度、支承阻尼对齿轮转子系统固有频率和稳定性的影响.结果表明,啮合刚度对系统临界转速的影响不大,而对系统处于高阶模态时的稳定性影响较显著;膜片联轴器的中间轴段质量、膜片数目、膜片厚度等以及支撑的刚度、阻尼对系统的临界转速和稳定性都有一定的影响.     

转轴零件的计算机辅助设计

在论述传递矩阵法的原理及应用的基础上，着重阐述将与转轴零件的计算机辅助设计相结合的方法与步骤，最后给出设计实例。     

变载荷下风力发电机行星齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学特性

根据风力发电机传动系统在随机风场中复杂变工况的工作特点,建立了最小二乘支持向量机风场随机风速模型,获得了由随机风速引起的时变风载荷。采用集中质量参数法建立了风力发电机行星齿轮传动系统中齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了风力发电机行星齿轮传动的变风载输入、齿轮时变啮合刚度和滚动轴承时变刚度等影响因素,对变风速下1.5 MW半直驱风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性进行了仿真计算分析,求得了变风速下行星齿轮传动系统的振动位移、各齿轮副的动态啮合力和非线性动态轴承力,为风力发电机传动系统的动态性能优化和可靠性设计奠定了基础。     

燃气轮机涡轮叶片气场耦合仿真研究

采用有限差分方法开发了气冷涡轮气弹耦合求解器。该求解器分别在流动区域求解时间平均N-S方程,在固体区域求解振动方程,在流固边界则施加了气弹耦合边界条件。在流动问题求解中,采用了B-L代数湍流模型封闭时均N-S方程,采用三阶AUSMPW 差分格式离散对流项,并采用隐式LU-SGS格式求解离散后的代数方程;振动问题则采用显式格式求解;采用代数网格法进行固体区域动态网格生成。采用该耦合求解器对某涡轮级动叶的振动响应问题进行了数值仿真,研究表明：所开发的耦合求解器能够用于振动响应问题的分析,同时本算例中涡轮动叶的振动不存在发散现象,并且叶片振动对流动的影响很小     

风电齿轮箱人字行星传动的动态分析

基于齿轮系统动力学和Lagrange方程建立了人字行星齿轮传动系统的弯-扭-轴耦合动力学计算模型,并进行动态分析,分析结果对人字行星齿轮传动系统的设计有指导意义。模型中将人字齿轮当作2个斜齿轮来处理,考虑了左右端斜齿轮之间的交错角,轮系的弹性耦合和负载惯性。通过计算获得系统均载系数关系曲线,进而分析左右端斜齿轮之间的交错角和耦合扭转刚度对其的影响。分析结果表明:在左右端斜齿轮之间的交错角为π/2时,两端的均载效果最好;同时左右端斜齿轮之间的耦合扭转刚度对均载的影响不大。     

大型水泵—水轮机组轴系的动力特性

以某大型水泵—水轮机组为实例，讨论了机组轴系的动力特性——弯曲振动和扭转振动特性。要计算得到轴系的动力特性，关键在于正确建模，再通过试验或真机现场实测，获得必需的数据和资料，然后用转子动力学方法求得。讨论了建模的策略，分析了影响轴系动力特性的各种主要因素，如轴承油膜和支承结构的刚度、回转效应、水的参振质量以及各种水动力、机械力和电磁力。透彻地掌握轴系的动力特性是机组设计的主要内容之一，对机组的安全运行和故障诊断等至关重要     

风力发电机齿轮传动系统的动态优化设计

同时考虑时变啮合刚度、啮合误差以及风速变化引起的外载荷波动,建立了1.5MW风力发电机齿轮传动系统的集中参数模型,并利用谐波平衡法,得到时变振动微分方程的解析解。在此基础上,建立了以各构件的振动加速度和系统体积/质量为目标函数的多目标动态优化模型,利用混合离散变量组合型法对其进行求解。计算结果表明,提出的系统建模和优化设计方法,可有效降低风电齿轮箱的振动水平和质量,为低噪声、低成本的风电齿轮箱的设计提供参考。     

加连梁柱串联隔震系统的弹性屈曲

为了解决工程界比较关注的隔震建筑串联隔震系统的稳定性问题,建立基于传递矩阵法的临界荷载求解方法.该方法首先建立稳定性分析单个支座的场矩阵和连梁等效成抗弯弹簧的点矩阵:其次根据传递矩阵法建立串联隔震系统稳定性分析的特征矩阵,并根据所得特征矩阵建立其临界荷载的控制方程,该方法避免了繁琐的力学推导过程:最后通过计算两种不同型号的串联隔震系统的临界荷载和探讨参数变化对柱串联隔震系统稳定性的影响.研究结果表明:加连梁对提高柱串联隔震体系临界荷载不明显,建议隔震建筑下部结构应优先选用地下室悬臂柱方案.     

倍捻锭子的振动特性分析

采用传递矩阵法对倍捻锭子的临界转速及其对应阶振型进行了理论计算,并对样件进行了模态测试以验证理论计算的准确性,结果表明理论计算值与模态测试值基本吻合。     

采用传递矩阵法分析复合转子系统动态特性

将传递矩阵法应用于结构复杂的复合转子系统,对高速纺丝卷绕夹头的临界速度及其振型进行了理论推导与计算。其分析计算方法对高速纺丝卷绕夹头的设计及其其它类型的复合转子系统的动态特性分析具有实际的参考价值。     

某型小涵道比涡扇发动机风车状态性能模拟

风车特性是航空发动机使用过程中必须考虑的,为了更准确的研究空中启动性能,有必要对风车状态进行深入研究.由于在风车状态当压比小于1.0时,表征部件特性的效率将不再合适,而且在低转速附近换算扭矩与换算流量的关系为斜率为负的平行直线.利用换算扭矩来代替效率,并结合简单的部件匹配模型得到某涡扇发动机不同马赫数下的风车特性.从计算结果来看,给出的参数变化趋势合理,可供飞行试验参考.