本文關鍵詞：基于粘滯阻尼器和調諧質量阻尼器的轉子系統(tǒng)振動控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：轉子是大型旋轉機械的核心部件。在運轉過程中,機器可能由于不平衡、碰摩、不對中、油膜渦動等故障引起不同程度的振動。而如何采取有效措施降低轉子系統(tǒng)的振動,已成為控制旋轉機械振動的熱點問題。本文在傳統(tǒng)的阻尼減振技術基礎上,研究設計了一種具有高效減振效果的新型剪切式粘滯阻尼器,并引入到轉子系統(tǒng)中對不同故障引起的振動進行被動控制研究。在被動阻尼減振研究基礎上,針對轉子不平衡下的高頻振動,設計了半主動調諧質量阻尼器(STMD)對轉子系統(tǒng)振動進行在線控制研究。其主要研究內容如下：(1)理論分析了粘滯性阻尼器的減振特性,并建立了本文所設計的用于轉子的新型剪切式粘滯阻尼器的力學模型。(2)探討粘滯阻尼器控制轉子不平衡振動。研究其對轉子不平衡減振的機理,建立了單跨及雙跨轉子振動試驗臺,有限元仿真并試驗探究了該粘滯阻尼器對單跨轉子及雙跨轉子系統(tǒng)不平衡振動的減振特性。(3)研究粘滯阻尼器抑制轉子碰摩振動。采用有限元法理論研究該阻尼器對一個支撐在滑動軸承上的單跨碰摩轉子系統(tǒng)的抑振作用,在理論分析基礎上并設計相應試驗進行驗證。仿真計算與試驗結果表明,該阻尼器可以有效消減碰摩轉子系統(tǒng)復雜的高頻振動。(4)研究粘滯阻尼器抑制轉子不對中振動。利用有限元方法分析討論了該剪切粘滯阻尼器對不對中振動響應的抑制作用,并設計相應試驗平臺進行驗證。仿真計算與試驗結果表明,該阻尼器能對轉子系統(tǒng)不對中故障的振動進行很好的控制,一定程度改善整個轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(5)研究粘滯阻尼器抑制齒輪軸系振動。針對齒輪軸系較為復雜的振動與噪聲特性,將所設計的粘滯阻尼器作用于齒輪軸以達到減振的目的。搭建不同的齒輪減振試驗臺,驗證該粘滯阻尼器的減振特性,為齒輪軸系減振提供一種新方法。(6)理論研究了調諧質量阻尼器對結構的振動控制機理,推導了被控主系統(tǒng)安裝TMD前后的穩(wěn)態(tài)響應。利用MATLAB模擬仿真,討論了TMD質量比、頻率比等結構參數對減振效果的影響。在此基礎上優(yōu)化設計了適合轉子系統(tǒng)用的新型籠式調諧質量阻尼器,采用有限元法及搭建了振動試驗臺研究其結構特性。(7)將新型籠式調諧質量阻尼器應用到轉子系統(tǒng)中,設計了基于轉速的分段控制策略通過在線控制TMD的剛度、質量參數,從而實現對轉子系統(tǒng)振動的半主動控制,通過轉子動力學仿真分析,模擬其減振性能。搭建了單跨轉子、雙盤懸臂轉子及雙跨轉子試驗臺對比分析了不可控型籠式TMD與可控型籠式TMD的減振效果,結果表明可控型籠式TMD能很好避免TMD引起的新的共振峰,更有效發(fā)揮TMD的吸振作用,相對于不可控TMD更具有優(yōu)勢。
【關鍵詞】：旋轉機械 轉子系統(tǒng) 調諧質量阻尼器 粘滯阻尼器 振動控制
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB535;TH133
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-18
• 符號說明18-21
• 第一章 緒論21-35
• 1.1 課題來源、研究目的及意義21-23
• 1.1.1 課題來源21
• 1.1.2 研究目的和意義21-23
• 1.2 旋轉機械減振研究進展23-27
• 1.2.1 轉子振動原因24
• 1.2.2 轉子振動控制的研究現狀24-27
• 1.3 齒輪減振的研究進展27-28
• 1.3.1 齒輪軸系振動原因27
• 1.3.2 齒輪振動控制的研究現狀27-28
• 1.4 粘滯阻尼器及調諧質量阻尼器的研究概況28-33
• 1.4.1 粘滯阻尼器的研究現狀28-29
• 1.4.2 調諧質量阻尼器的研究現狀29-33
• 1.5 本文的研究內容33-35
• 第二章 粘滯阻尼器結構設計及性能分析35-41
• 2.1 引言35
• 2.2 轉子系統(tǒng)用的粘滯阻尼器結構設計35-36
• 2.3 粘滯阻尼器的力學模型36-40
• 2.3.1 阻尼器力學模型的建立36-38
• 2.3.2 單自由系統(tǒng)阻尼減振分析38-40
• 2.4 本章小結40-41
• 第三章 粘滯阻尼器抑制轉子不平衡振動研究41-63
• 3.1 引言41-42
• 3.2 阻尼抑制單跨轉子不平衡振動研究42-56
• 3.2.1 阻尼抑制轉子不平衡振動的機理分析42-47
• 3.2.2 單跨轉子的有限元仿真分析47-53
• 3.2.3 試驗分析及討論53-56
• 3.3 阻尼抑制雙跨轉子不平衡振動研究56-61
• 3.3.1 雙跨轉子試驗裝置56-57
• 3.3.2 雙跨轉子試驗數據分析57-61
• 3.4 本章小結61-63
• 第四章 粘滯阻尼器抑制轉子不對中振動研究63-73
• 4.1 引言63
• 4.2 不對中轉子—剪切粘滯阻尼器系統(tǒng)動力學分析63-65
• 4.3 剪切粘滯阻尼器抑制轉子不對中數值仿真分析65-68
• 4.4 剪切粘滯阻尼器抑制不對中試驗驗證68-72
• 4.5 本章小結72-73
• 第五章 剪切粘滯阻尼器在線抑制轉子碰摩振動研究73-83
• 5.1 引言73
• 5.2 碰摩轉子—滑動軸承系統(tǒng)失穩(wěn)機理有限元分析73-75
• 5.2.1 碰摩轉子有限元模型73-74
• 5.2.2 圓周局部碰摩力方程74-75
• 5.3 剪切粘滯阻尼器抑制轉子碰摩數值仿真分析75-77
• 5.4 試驗研究77-82
• 5.5 本章小結82-83
• 第六章 粘滯阻尼器控制齒輪軸系振動特性的研究83-101
• 6.1 引言83
• 6.2 粘滯阻尼器抑制齒輪軸系振動的機理分析83-84
• 6.3 阻尼抑制齒輪軸系振動的動力學分析84-85
• 6.4 阻尼抑制齒輪軸系振動的數值仿真分析85
• 6.5 試驗分析85-93
• 6.5.1 試驗臺簡介86
• 6.5.2 齒輪軸系原始振動分析86-88
• 6.5.3 阻尼器抑制齒輪軸系振動的研究88-90
• 6.5.4 阻尼器不同安裝情況對減振效果影響90-93
• 6.5.5 不同轉速下阻尼器的減振特性93
• 6.6 阻尼抑制帶負載齒輪軸振動的試驗研究93-96
• 6.6.1 試驗裝置介紹94-95
• 6.6.2 試驗結果分析95-96
• 6.7 DH型壓縮機齒輪軸系的阻尼減振96-100
• 6.7.1 DH型壓縮機齒輪軸系結構特征96-97
• 6.7.2 粘滯阻尼器抑制DH型壓縮機齒輪軸系振動的試驗97-100
• 6.8 本章小結100-101
• 第七章 籠式調諧質量阻尼器控制轉子振動的研究101-137
• 7.1 引言101-102
• 7.2 調諧質量阻尼器的減振特性分析102-104
• 7.3 半主動連續(xù)調頻籠式調諧質量阻尼器結構設計104-108
• 7.3.1 無阻尼TMD的設計方法104-105
• 7.3.2 轉子用的半主動連續(xù)調頻籠式調諧質量阻尼器結構設計105-108
• 7.4 TMD控制單跨轉子振動理論分析108-109
• 7.5 連續(xù)調頻籠式TMD控制單跨轉子振動研究109-115
• 7.5.1 TMD控制轉子不平衡振動的仿真分析109-113
• 7.5.2 TMD控制轉子不平衡振動的試驗分析113-115
• 7.6 連續(xù)調頻籠式TMD控制雙盤懸臂轉子振動研究115-125
• 7.6.1 TMD控制雙盤懸臂轉子振動的仿真分析116-123
• 7.6.2 TMD控制雙盤懸臂轉子振動的試驗驗證123-125
• 7.7 變質量籠式TMD控制單跨轉子振動研究125-129
• 7.7.1 變質量籠式TMD的結構設計125-126
• 7.7.2 單跨轉子振動控制試驗研究126-129
• 7.8 變質量籠式TMD控制雙跨軸系振動研究129-134
• 7.8.1 TMD控制雙跨軸系振動機理分析129-130
• 7.8.2 TMD控制雙跨轉子軸系過臨界振動試驗130-134
• 7.9 本章小結134-137
• 第八章 結論與展望137-141
• 8.1 結論137-140
• 8.2 未來展望140-141
• 參考文獻141-147
• 致謝147-149
• 研究成果及發(fā)表的學術論文149-151
• 作者及導師簡介151-153
• 碩士研究生學位論文答辯委員會決議書153-154

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于粘滯阻尼器和調諧質量阻尼器的轉子系統(tǒng)振動控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：335452