碰摩故障轉(zhuǎn)子的非線性動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指大型汽輪發(fā)電機(jī)組、水輪發(fā)電機(jī)組、核電機(jī)組、航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、高速壓縮機(jī)、離心機(jī)、離心泵和高精度機(jī)床等以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為工作主體的機(jī)械設(shè)備，它們廣泛地應(yīng)用于電力、石化、冶金、機(jī)械、航空等各工業(yè)部門。大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械是一個(gè)復(fù)雜的多自由度非線性振動(dòng)系統(tǒng)，常常由于出現(xiàn)各種不同形式的故障而影響其正常工作，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生由某些故障引發(fā)的嚴(yán)重的機(jī)毀人亡事故，并造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。近些年來，由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障而引發(fā)的災(zāi)難性事故時(shí)有發(fā)生，為滿足工程實(shí)際對(duì)故

2、障診斷的需要，有必要對(duì)帶有故障的旋轉(zhuǎn)機(jī)械從動(dòng)力學(xué)方面進(jìn)行深入的研究探討。 本文主要研究了基于Jeffcott等較簡(jiǎn)單的兩端支承中間為集中質(zhì)量的轉(zhuǎn)子模型和復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩故障。并且利用實(shí)驗(yàn)室中的現(xiàn)有設(shè)備做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。本文的主要工作表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)介紹了本文研究的目的和意義及非線性問題的研究方法，分別給出了集中質(zhì)量轉(zhuǎn)子和復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。并且簡(jiǎn)單介紹了分岔和混沌的基本概念。 (2

3、)介紹了現(xiàn)代接觸力學(xué)的基本理論及求解接觸問題的非線性有限元方法，給出了判斷轉(zhuǎn)靜件碰摩的接觸準(zhǔn)則。 (3)分別建立了集中質(zhì)量轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的力學(xué)模型和有限元模型，用非線性有限元方法研究了碰摩情況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，并考察了碰摩剛度、碰摩間隙等參數(shù)的影響。 (4)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)、VSO采集測(cè)試分析系統(tǒng)和碰摩專用裝置，分別做了單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的單點(diǎn)碰摩故障實(shí)驗(yàn)和單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的整周碰摩故障實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了