葉片-輪盤-轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)是透平機(jī)械的基本結(jié)構(gòu),在工程實(shí)際中具有廣泛的應(yīng)用。此類結(jié)構(gòu)在工作時(shí)高速旋轉(zhuǎn),承受巨大的離心力和氣動(dòng)力,此外,結(jié)構(gòu)還要承受高溫、高壓等惡劣環(huán)境,極易受到破壞。隨著現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)理念的發(fā)展,人們?cè)谘芯哭D(zhuǎn)子系統(tǒng)時(shí),往往不再將葉片、輪盤和轉(zhuǎn)軸分開考慮,而是建立能夠體現(xiàn)三者之間耦合振動(dòng)關(guān)系的動(dòng)力學(xué)模型。軸承和機(jī)匣是旋轉(zhuǎn)機(jī)械不可或缺的結(jié)構(gòu),它們?yōu)檗D(zhuǎn)子系統(tǒng)提供的支撐,也對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力特性產(chǎn)生影響。實(shí)際狀況下,葉片-輪盤-轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)往往存在失諧特征,此時(shí)振動(dòng)的能量在轉(zhuǎn)子各部分的分布不同,會(huì)有振動(dòng)局部化等現(xiàn)象出現(xiàn)。本文研究了某型燃機(jī)低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片-輪盤-轉(zhuǎn)軸耦合系統(tǒng)的振動(dòng)特性,研究了耦合系統(tǒng)在靜止和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的模態(tài)特點(diǎn)。通過(guò)建立考慮支撐結(jié)構(gòu)和葉盤失諧特點(diǎn)的耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,研究了支撐剛度和失諧因素對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力特性的影響。首先,對(duì)國(guó)內(nèi)外針對(duì)透平機(jī)械動(dòng)力學(xué)方面的研究成果進(jìn)行了匯總�？偨Y(jié)了壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)耦合建模和動(dòng)力特性研究的常用方法,詳細(xì)地介紹了與之相關(guān)的振動(dòng)理論、有限元方法和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論,推導(dǎo)了諧調(diào)和失諧系統(tǒng)的振動(dòng)方程。之后,對(duì)葉片-輪盤-轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力特性分析。建立了能夠考... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 葉片-輪盤-轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)耦合建模研究現(xiàn)狀
        1.2.3 葉盤系統(tǒng)循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)和失諧行為研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
2 理論基礎(chǔ)
    2.1 振動(dòng)基本理論
        2.1.1 振動(dòng)概述
        2.1.2 模態(tài)分析方法
        2.1.3 諧響應(yīng)分析方法
    2.2 有限元方法
        2.2.1 有限元方法概述
        2.2.2 有限元法基本步驟
        2.2.3 空間20 節(jié)點(diǎn)等參單元
    2.3 循環(huán)對(duì)稱及失諧理論
        2.3.1 循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程
        2.3.2 失諧結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性
    2.4 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)基本理論
        2.4.1 臨界轉(zhuǎn)速
        2.4.2 Campbell圖
3 葉片-輪盤-轉(zhuǎn)軸耦合系統(tǒng)動(dòng)力特性分析
    3.1 引言
    3.2 葉片的振動(dòng)模態(tài)分析
        3.2.1 葉片有限元模型的建立
        3.2.2 葉片模型的模態(tài)特性
    3.3 耦合系統(tǒng)靜態(tài)振動(dòng)特性分析
        3.3.1 系統(tǒng)耦合建模
        3.3.2 耦合系統(tǒng)模態(tài)
        3.3.3 葉片的節(jié)徑振動(dòng)
        3.3.4 系統(tǒng)葉-盤-軸耦合振動(dòng)
    3.4 耦合系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)態(tài)振動(dòng)特性分析
        3.4.1 旋轉(zhuǎn)態(tài)下系統(tǒng)離心力分析
        3.4.2 旋轉(zhuǎn)態(tài)下系統(tǒng)動(dòng)力特性分析
    3.5 本章小結(jié)
4 考慮支撐剛度的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力特性分析
    4.1 引言
    4.2 軸承支撐剛度分析
    4.3 機(jī)匣模型支撐剛度分析
        4.2.1 機(jī)匣模型的建立
        4.2.2 機(jī)匣模型靜支撐剛度計(jì)算
        4.2.3 機(jī)匣模型動(dòng)支撐剛度計(jì)算
    4.4 支撐剛度對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性的影響
        4.4.1 支撐剛度對(duì)轉(zhuǎn)子固有頻率的影響
        4.4.2 靜支撐條件下轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算
        4.4.3 動(dòng)剛度條件下轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算
    4.5 本章小結(jié)
5 葉盤軸耦合系統(tǒng)失諧特性研究
    5.1 引言
    5.2 諧調(diào)系統(tǒng)振動(dòng)特性
    5.3 葉片剛度隨機(jī)失諧振動(dòng)特性
        5.3.1 葉片剛度隨機(jī)失諧模型構(gòu)建
        5.3.2 剛度隨機(jī)失諧系統(tǒng)振動(dòng)特性
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]某級(jí)壓氣機(jī)葉盤系統(tǒng)失諧振動(dòng)關(guān)鍵因素研究[J]. 李宏新,袁惠群,張連祥.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2017(05)
[2]含裂紋離心壓縮機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)的振動(dòng)局部化[J]. 王帥,訾艷陽(yáng),何正嘉.  振動(dòng)與沖擊. 2017(06)
[3]彈性葉片-輪盤-轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的耦合振動(dòng)特性[J]. 李朝峰,劉文,佘厚鑫,聞邦椿.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[4]船用燃?xì)廨啓C(jī)盤—葉耦合系統(tǒng)固有振動(dòng)特性研究[J]. 劉超,李范春,杜濤.  船舶力學(xué). 2016(07)
[5]含裂紋葉片的軸流式壓氣機(jī)整體葉盤振動(dòng)特性分析[J]. 陳香,朱靖,張亞.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2015(05)
[6]非線性油膜力作用下葉片-轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)彎扭耦合振動(dòng)特性研究[J]. 韓放,郭杏林,高海洋.  工程力學(xué). 2013(04)
[7]艦用燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性研究[J]. 龔建政,姜榮俊,余又紅,賀星.  燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究. 2012(03)
[8]雙轉(zhuǎn)子航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)振動(dòng)建模與分析[J]. 陳果.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2011(06)
[9]某型燃?xì)廨啓C(jī)低壓渦輪壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析[J]. 關(guān)琦,金鶴,新力.  艦船科學(xué)技術(shù). 2010(08)
[10]壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片整體模型建立與有限元分析計(jì)算[J]. 苑星會(huì),李全通.  航空精密制造技術(shù). 2009(02)

博士論文
[1]葉片—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)特性與參數(shù)辨識(shí)方法研究[D]. 韓放.大連理工大學(xué) 2013
[2]弱耦合星載天線結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析及振動(dòng)控制研究[D]. 劉相秋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]葉片—轉(zhuǎn)子—軸承耦合系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 王立剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片的靜力學(xué)及模態(tài)分析[D]. 曲文浩.東北大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2916595