旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛運(yùn)用于機(jī)械、動(dòng)力、航空航天等工程技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)前,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,旋轉(zhuǎn)機(jī)械正日益朝著大功率、高轉(zhuǎn)速及柔性等方向發(fā)展。相應(yīng)地,在旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作中也常伴有各種故障的出現(xiàn),這些故障給工業(yè)生產(chǎn)和生活帶來極大地破壞。因此,研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本論文以單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象,利用牛頓迭代法研究了定點(diǎn)碰摩情況下系統(tǒng)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響；同時(shí),利用龍格-庫塔的方法對(duì)碰摩故障單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值仿真,并對(duì)單跨度雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,所得結(jié)果為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)及故障監(jiān)測與診斷提供了一定的依據(jù)。本文的工作主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)介紹了本文研究的目的和意義,給出了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩故障的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 (2)簡單介紹了有關(guān)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究所需的基本理論和方法,確立了牛頓迭代法和龍格-庫塔方法對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行研究。 (3)對(duì)單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究。對(duì)于轉(zhuǎn)靜子碰摩模型,利用龍格-庫塔法研究了碰摩故障單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為,通過時(shí)域波形圖、頻譜圖、Poincare映射、軸心軌跡,深層次剖析了非線性油膜力與碰摩力對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響。對(duì)于定點(diǎn)碰摩模型,分別研究了定子剛度、摩擦系數(shù)、碰摩間隙對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響。 (4)對(duì)單跨度雙圓盤轉(zhuǎn)靜子碰摩模型進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得出了不同碰摩情況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為。同時(shí),利用小波功率譜方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,進(jìn)一步挖掘了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩狀況下的動(dòng)力學(xué)特征。 (5)最后對(duì)全文總結(jié),并指出今后需進(jìn)一步研究的方向和任務(wù)。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH113
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的重要意義
    1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
        1.2.1 碰摩故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 碰摩故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的試驗(yàn)研究
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)基本理論
    2.1 前言
    2.2 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的基本概念
        2.2.1 臨界轉(zhuǎn)速概念
        2.2.2 油膜渦動(dòng)和油膜振蕩
        2.2.3 不平衡響應(yīng)
        2.2.4 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的失穩(wěn)
    2.3 數(shù)值計(jì)算方法
        2.3.1 Runge-Kutta數(shù)值方法
        2.3.2 Newmark法
        2.3.3 中心差分法
    2.4 Poincare映射
    2.5 Hopf分岔
    2.6 Floquet理論
    2.7 本章小結(jié)
第三章 單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究
    3.1 引言
    3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)碰摩的基本理論
        3.2.1 碰摩現(xiàn)象的分類
        3.3.2 碰摩接觸載荷的分析
    3.3 定點(diǎn)碰摩單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析
        3.3.1 運(yùn)動(dòng)微分方程建立
        3.3.2 定點(diǎn)碰摩模型的建立
        3.3.3 碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元分析
        3.3.4 碰摩系統(tǒng)參數(shù)變化引起的動(dòng)力學(xué)行為的研究
        3.3.5 單跨雙圓盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有特性分析
    3.4 單跨度雙圓盤局部碰摩故障轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析
        3.4.1 力學(xué)模型
        3.4.2 運(yùn)動(dòng)微分方程
        3.4.3 數(shù)值計(jì)算
    3.5 本章小結(jié)
第四章 試驗(yàn)研究
    4.1 轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)的搭建
    4.2 監(jiān)測電路的設(shè)計(jì)
    4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1 單碰情況
        4.3.2 雙圓盤(輕微碰)情況
        4.3.3 雙圓盤(嚴(yán)重碰摩)情況
    4.4 試驗(yàn)信號(hào)小波分析
        4.4.1 小波法
        4.4.2 信號(hào)功率譜概念
        4.4.3 基于小波法的信號(hào)功率譜分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論和建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻(xiàn)
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2841922