本文主要研究了細長軸磁懸浮軸承及其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學特性,包括剛度、阻尼及不同基礎(chǔ)支承對磁懸浮軸承動力學特性的影響。首先研究單自由度磁懸浮軸承的動力學特性,設(shè)計并制作了一套單自由度磁懸浮軸承裝置;從理論上計算磁力大小、剛度系數(shù),并通過實驗和在ANSYS軟件中仿真驗證;利用NASTRAN軟件對推力盤和軸的裝配體進行模態(tài)分析,并采用錘擊法進行試驗模態(tài)分析,確定了裝配體的前兩階固有頻率;利用錘擊法對懸浮狀態(tài)下的軸承進行實驗,研究其剛度、阻尼特性,得到剛度阻尼值。在此基礎(chǔ)上,利用單自由度磁流變阻尼器,調(diào)節(jié)控制電流,改變阻尼器所提供的附加阻尼,研究其對單自由度磁懸浮軸承的動力學特性的影響。結(jié)果表明,磁流變阻尼器提供的阻尼力隨著阻尼器控制電流的變化而變化,且能較好的抑制單自由度磁懸浮軸承振動,實驗結(jié)果與理論分析一致。在五自由度磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)方面,著重研究支承條件的改變對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。在有限元分析軟件ANSYS及NASTRAN中建立柔性轉(zhuǎn)子模型并進行模態(tài)分析、轉(zhuǎn)子動力學分析,得到固有頻率、振型及臨界轉(zhuǎn)速;通過轉(zhuǎn)子的試驗模態(tài)分析,得到實驗結(jié)果,與有限元分析結(jié)果較為接近,驗證了有限元分析的合... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 磁懸浮軸承概述
    1.2 磁懸浮軸承動力學研究現(xiàn)狀
    1.3 磁流變阻尼器及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究的目的和意義
    1.5 研究生期間工作及論文內(nèi)容安排
第二章 磁懸浮軸承基礎(chǔ)理論
    2.1 磁懸浮軸承的工作原理
    2.2 磁懸浮軸承的剛度與阻尼
        2.2.1 磁懸浮軸承剛度的定義
        2.2.2 磁懸浮軸承阻尼的定義
    2.3 彈簧阻尼系統(tǒng)與磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)
        2.3.1 基本理論
        2.3.2 磁懸浮軸承頻響函數(shù)的測量
    2.4 本章小結(jié)
第三章 單自由度磁懸浮軸承特性研究
    3.1 單自由度磁懸浮軸承的設(shè)計
    3.2 單自由度磁懸浮軸承力-電流系數(shù)的計算與測定
        3.2.1 單自由度磁懸浮軸承磁場有限元仿真
        3.2.2 理論計算
        3.2.3 實驗驗證
    3.3 單自由度推力盤和軸的裝配體有限元分析
    3.4 單自由度推力盤和軸的裝配體試驗模態(tài)分析
    3.5 單自由度磁軸承整體模態(tài)實驗
    3.6 推力盤穩(wěn)定懸浮狀態(tài)下的錘擊實驗
    3.7 利用掃頻測量軸承剛度
    3.8 磁流變阻尼器應(yīng)用實驗
        3.8.1 單自由度磁懸浮軸承與磁流變阻尼器的組裝
        3.8.2 實驗過程
        3.8.3 數(shù)據(jù)分析
        3.8.4 實驗結(jié)論
    3.9 本章小結(jié)
第四章 五自由度磁懸浮軸承動力特性
    4.1 轉(zhuǎn)子動力學概述
        4.1.1 轉(zhuǎn)子動力學的計算特點
        4.1.2 轉(zhuǎn)子質(zhì)量的離散化
        4.1.3 支承的簡化模型及支承的總剛度系數(shù)
    4.2 轉(zhuǎn)子理論計算及有限元分析
        4.2.1 ANSYS 轉(zhuǎn)子動力學算例
        4.2.2 轉(zhuǎn)子有限元計算
        4.2.3 分析結(jié)果小結(jié)
    4.3 轉(zhuǎn)子自由狀態(tài)下的模態(tài)實驗
        4.3.1 試驗模態(tài)分析（EMA）概述
        4.3.2 轉(zhuǎn)子模態(tài)實驗
    4.4 穩(wěn)定懸浮下的模態(tài)試驗
    4.5 在不同支承條件下的模態(tài)試驗
        4.5.1 采用泡沫作為支承基礎(chǔ)的實驗
        4.5.2 采用輪胎作為支承基礎(chǔ)的實驗
        4.5.3 不同基礎(chǔ)實驗小結(jié)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文完成的主要工作
    5.2 需要進一步研究的工作
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文
附錄
    1. ANSYS 計算轉(zhuǎn)子動力學命令流（部分）
    2. 力電流系數(shù)擬合MATLAB 代碼及計算結(jié)果
力">        表一位移力

        表二電流_力

    3. N-Modal 配置文件
        表一 N-Modal 配置文件（單自由度）
        表二 N-modal 配置文件（轉(zhuǎn)子自由自由狀態(tài)模態(tài)實驗）
        表三 N-modal 配置文件（轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮下的模態(tài)實驗）
    4. NASTRAN bdf（Bulk Data File）文件
    5. 單自由度磁懸浮軸承磁場分析結(jié)果
        1)二維磁場分析
        2)三維磁場分析


【參考文獻】：
期刊論文
[1]帶阻尼器磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)性能的實驗分析[J]. 謝振宇,李克雷,趙欽泉,黃佩珍.  航空動力學報. 2008(07)
[2]磁懸浮阻尼器對磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性影響[J]. 謝振宇,李克雷,趙欽泉,黃佩珍.  航空動力學報. 2008(06)
[3]磁懸浮儲能飛輪系統(tǒng)中的磁軸承參數(shù)辨識[J]. 白金剛,張小章,張剴,戴興建,趙雷.  清華大學學報(自然科學版)網(wǎng)絡(luò).預覽. 2008(03)
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[5]磁流變流體擠壓油膜阻尼器柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力特性的試驗研究[J]. 祝長生.  功能材料. 2006(05)
[6]高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動控制技術(shù)評述[J]. 李文忠,王黎欽.  機械強度. 2005(01)
[7]擠壓式磁流變液阻尼器——轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學特性與控制[J]. 汪建曉,孟光,陳運西.  機械工程學報. 2004(03)
[8]磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性的實驗研究[J]. 謝振宇,徐龍祥,李迎,丘大謀,虞烈.  航空動力學報. 2004(01)
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博士論文
[1]基于MR阻尼器的半主動懸架控制方法研究[D]. 方子帆.重慶大學 2006
[2]磁力軸承支承的轉(zhuǎn)子動態(tài)特性研究[D]. 吳華春.武漢理工大學 2005
[3]基于磁流變阻尼器的車輛懸架系統(tǒng)半主動控制[D]. 翁建生.南京航空航天大學 2002

碩士論文
[1]帶阻尼器磁懸浮系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 趙欽泉.南京航空航天大學 2008



本文編號：2909496

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