大型發(fā)電機組轉子-軸承系統(tǒng)非線性動力學研究.pdf

1、隨著汽輪發(fā)電機組的容量和運行參數(shù)不斷提高,轉子向大跨度、柔性、重載方向發(fā)展,機組的穩(wěn)定性日益受到關注。目前大量的研究表明,轉子系統(tǒng)中的非線性因素對系統(tǒng)的動力學特性影響很大,尤其以滑動軸承的非線性油膜力最為顯著。因此需要深入研究轉子-軸承系統(tǒng)的動力學特性和失穩(wěn)機理,掌握系統(tǒng)結構參數(shù)對系統(tǒng)振動穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　 本文首先介紹了流體動壓潤滑的工作原理和徑向滑動軸承的Reynolds方程及其常用邊界條件。并對滑動軸承的靜態(tài)特性進行

2、研究,采用半步長有限差分法求解經典Reynolds方程,得到滑動軸承的油膜壓力、承載力、偏位角等靜態(tài)特性,并分析軸承長徑比、軸頸的偏心率對滑動軸承靜特性的影響。
　　 其次,研究了油膜支承轉子碰摩故障的非線性動力學特性,采用基于短軸承假設的非穩(wěn)態(tài)油膜力模型,建立了碰摩轉子系統(tǒng)的運動方程,結合Runge-Kutta法對其進行數(shù)值求解,分析了轉子轉速、轉子質量偏心及定子徑向剛度對系統(tǒng)非線性動力學特性的影響,采用分岔圖、軸心軌跡、時域

3、波形、頻譜圖以及Poincare映射揭示了轉子系統(tǒng)的單周期運動、倍周期運動、多周期運動、擬周期運動和混沌運動形式,以及這些運動形式的轉化與演變過程。
　　 最后,應用有限元法建立某轉子-軸承試驗臺非線性動力學模型,采用Newmark法對其運動方程進行數(shù)值仿真,并將理論分析結果與試驗結果進行對比,驗證了本文建模方法的正確性。然后對某1000MW汽輪發(fā)電機組發(fā)電機轉子-軸承系統(tǒng)進行仿真分析,結合隨轉速變化的分岔圖、轉子軸心軌跡、頻譜