本文關鍵詞：扭矩激勵作用下細長軸轉子系統(tǒng)動力學特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，汽輪發(fā)電機組的單機容量不斷增大，軸系和單轉子變得更加細長。在機-電-網(wǎng)互聯(lián)的情況下，汽輪發(fā)電機組會受到機械力矩和電氣力矩的不平衡作用，使得軸系反復承受扭矩激勵，進而造成機組的疲勞磨損甚至損壞。因此，研究扭矩激勵作用下轉子系統(tǒng)的動力學特性，從理論和試驗的角度分析轉子的振動特征，可為機組轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供參考。 本文研究了在扭矩激勵作用下細長軸轉子系統(tǒng)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)振動特征。根據(jù)傳遞矩陣法計算不同長徑比的細長軸轉子臨界轉速；根據(jù)動力學知識推導扭矩激勵作用下細長軸轉子系統(tǒng)動力學方程。運用四階龍格庫塔法對系統(tǒng)運動方程求解，分別分析了初撓度、外阻尼、不同長徑比和扭矩激勵作用時轉子系統(tǒng)等加速過臨界時的瞬態(tài)振動特性。在等加速過臨界轉速時，動撓度幅值隨著初撓度和長徑比的增大而增加，并且長徑比越大，動撓度最大幅值所對應的轉速相對減小。外阻尼的增加使得轉子的動撓度幅值降低，并且對轉子動撓度幅值的波動有一定的抑制作用。在扭矩激勵作用時，扭矩激勵使得轉子振動幅值增加，并且在過臨界轉速之后，動撓度的波動幅值受扭矩的影響較大，，呈現(xiàn)出“拍”的振動特征，波動幅值隨著扭矩的增加而增大，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性相對減弱。 轉子系統(tǒng)在穩(wěn)定運行時，轉子長徑比的增大其剛度相對減小，轉子的橫向振動的幅值相對增加。在對扭矩激勵下細長轉子系統(tǒng)彎扭耦合振動特征的分析時，扭矩激勵作用下扭振對彎振有著復雜的影響，并且被激勵出的這些彎振與純彎振相比隨著長徑比的變化會發(fā)生改變，這一特征通過了試驗的驗證。最后，對脈沖扭矩激勵作用下的定長轉子振動特性進行數(shù)值仿真和試驗分析，結果表明：在橫向振動中，除了脈沖扭矩激勵自身頻率外，還出現(xiàn)了2倍脈沖頻率的橫振以及高頻振動信號。通過對這些振動特征分析，有利于提高轉子系統(tǒng)故障診斷的準確性。
【關鍵詞】：扭矩激勵 細長轉子 瞬態(tài)響應 彎扭耦合
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH113
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 引言9-11
• 1.2 研究目的和意義11
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 轉子彎振的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 彎扭耦合研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.3 扭矩激勵研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 主要內容和創(chuàng)新點16
• 1.5 本章小結16-17
• 2 細長軸轉子結構動力特性分析17-33
• 2.1 細長軸轉子剛度的計算17-19
• 2.2 轉子臨界轉速的計算方法19-20
• 2.3 單盤細長軸轉子模型建立20-29
• 2.3.1 細長軸轉子各單元傳遞矩陣20-27
• 2.3.2 轉子的臨界轉速的計算27
• 2.3.3 轉子主振型與長徑比的關系27-29
• 2.5 單盤轉子扭矩激勵模型29-32
• 2.6 本章小結32-33
• 3 扭矩激勵下單盤細長軸轉子瞬態(tài)響應分析33-47
• 3.1 具有初撓度單盤不平衡轉子瞬態(tài)響應分析33-39
• 3.1.1 轉子系統(tǒng)運動方程的建立33-35
• 3.1.2 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解35
• 3.1.3 數(shù)值仿真與分析35-39
• 3.2 不同長徑比對細長軸轉子瞬態(tài)響應的分析39-41
• 3.2.1 運動微分方程的建立39-40
• 3.2.2 數(shù)值仿真與分析40-41
• 3.3 扭矩激勵對細長軸轉子瞬態(tài)振動響應的分析41-46
• 3.3.1 運動微分方程的建立41
• 3.3.2 運動微分方程的求解41-42
• 3.3.3 數(shù)值仿真與分析42-46
• 3.4 本章小結46-47
• 4 扭矩激勵下細長軸轉子系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)振動分析47-71
• 4.1 單跨細長轉子橫向振動分析47-52
• 4.1.1 油膜力作用下轉子系統(tǒng)運動微分方程47-50
• 4.1.2 數(shù)值計算50-52
• 4.2 扭矩激勵作用下扭振對彎振響應的分析52-64
• 4.2.1 運動微分方程的建立53
• 4.2.2 彎扭耦合方程求解53-56
• 4.2.3 長徑比變化時扭振對彎振的影響分析56-59
• 4.2.4 試驗驗證與分析59-64
• 4.3 脈沖扭矩激勵下單跨轉子橫向振動特征分析及實驗研究64-70
• 4.3.1 系統(tǒng)運動微分方程的建立64-65
• 4.3.2 數(shù)值仿真與討論65-67
• 4.3.3 試驗驗證與分析67-70
• 4.4 本章小結70-71
• 5 總結與展望71-73
• 5.1 工作總結71
• 5.2 主要結論71-72
• 5.3 展望72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文77-78
• 致謝78-79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曲大莊,鄒經(jīng)湘,黃文虎;定常扭矩對柔性轉子運動穩(wěn)定性的影響[J];大電機技術;1999年01期

2 許楚鎮(zhèn),張恒濤;汽輪發(fā)電機組軸系扭振事故剖析和技術開發(fā)展望[J];動力工程;1990年02期

3 張俊紅,孫少軍,程曉鳴,高宏閣;彎扭耦合的旋轉機械軸系彎振特性的研究[J];動力工程;2005年03期

4 袁惠群;寇海江;李東;;雙跨彈性轉子系統(tǒng)彎扭擺耦合非線性故障特征分析[J];東北大學學報(自然科學版);2010年10期

5 張鎖懷,沈允文,董海軍,劉夢軍;齒輪時變系統(tǒng)對扭矩激勵的響應[J];航空動力學報;2003年06期

6 鄧旺群,李上福,高德平,廖學軍;細長柔性轉子高速動平衡方法[J];航空動力學報;2004年04期

7 劉士學，李占良;透平壓縮機轉子振動與主振型研究[J];流體機械;1994年06期

8 王飛鵬;楊兆建;宋高峰;張文靜;;線性扭矩激勵下單跨轉子的彎振特性[J];機械設計與制造;2013年04期

9 張文靜;楊兆建;宋高峰;王飛鵬;;軸承負荷對扭矩激勵的敏感度矩陣[J];機械設計與研究;2013年02期

10 張勇,蔣滋康;軸系彎扭耦合振動的數(shù)學模型[J];清華大學學報(自然科學版);1998年08期

  本文關鍵詞：扭矩激勵作用下細長軸轉子系統(tǒng)動力學特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：255766