本文關鍵詞：高速旋轉圓盤片振動特性與失穩(wěn)抑制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為旋轉機械中的典型結構，旋轉圓盤片在工程中有著廣泛應用，對高速旋轉圓盤片系統(tǒng)及其附屬結構開展振動特性研究和性能改進具有重要學術意義和工程應用價值。針對高速旋轉柔性圓盤片工作中的機械振動問題，本文理論與實驗相結合地研究了高速旋轉柔性圓盤片的基本振動原理和特性，理論上探討了基于內緣溫升熱應力來提升柔性圓盤片臨界轉速并改善其振動穩(wěn)定性的措施。 首先，本文對單一旋轉圓盤片進行研究，建立旋轉圓盤片的數(shù)學模型，并根據(jù)應用背景設定相應邊界條件。對得到的旋轉圓盤片偏微分方程及其邊界條件進行周向傅里葉級數(shù)展開和徑向有限單元法處理，推導得到盤片的振動常微分方程組。數(shù)值分析不同轉速下旋轉圓盤片的固有頻率特性、基本模態(tài)振型和不同厚度下的臨界轉速特性，研究旋轉圓盤片的自由和脈沖響應、重力作用下的穩(wěn)態(tài)變形、空氣提升力對其振動特性影響。 其次，開展旋轉圓盤片的振動測試實驗，研究旋轉圓盤片在不同轉速下的振動特性。設計實驗方案，搭建實驗臺，，對實驗中的主要儀器和設備進行標定，包括電機的轉速標定與位移傳感器的位移標定。利用電磁鐵對不同轉速下的旋轉圓盤片進行脈沖激勵，使用拾音器與位移傳感器對旋轉圓盤片的聲學和振動響應進行數(shù)據(jù)采集，最后對實驗數(shù)據(jù)進行傅里葉變換處理，得到旋轉圓盤片振動頻率隨轉速變化的曲線，研究和驗證理論分析方法的正確性。 最后，建立受滑塊約束作用旋轉柔性圓盤片的熱彈性耦合動力學方程和熱傳導方程數(shù)學模型以及對應邊界條件。公式推導求解旋轉柔性圓盤片的溫度分布、熱應力和振動位移，得到圓盤片系統(tǒng)的固有頻率與穩(wěn)定性參數(shù)。繼續(xù)分析內緣溫升熱應力對處于不同條件下旋轉圓盤片系統(tǒng)振動特性的影響，探討內緣溫升對旋轉圓盤片臨界轉速提升以及氣彈、參數(shù)、熱彈和復合失穩(wěn)的抑制效果。 本文研究工作對認識高速旋轉柔性圓盤片的基本振動特性和改善其運行性能具有一定的理論意義。
【關鍵詞】：旋轉圓盤片 振動特性 臨界轉速 振動測試 熱應力 失穩(wěn)抑制
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH113.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究的目的和意義11-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 盤式制動器制動過程的科學研究14-16
• 1.2.2 圓鋸片鋸切過程中出現(xiàn)振動及噪聲的研究16-17
• 1.2.3 機械硬盤存取數(shù)據(jù)時出現(xiàn)振動及噪聲現(xiàn)象的研究17-19
• 1.3 本文主要研究內容19-21
• 1.3.1 旋轉圓盤片動力學模型與基本振動特性19
• 1.3.2 旋轉圓盤片振動特性的實驗研究19
• 1.3.3 高速旋轉圓盤片的失穩(wěn)抑制理論研究19-21
• 第2章 旋轉圓盤片動力學模型與基本振動特性21-63
• 2.1 旋轉圓盤片橫向振動方程的建立21-23
• 2.1.1 旋轉圓盤片數(shù)學模型的建立21-22
• 2.1.2 單一旋轉圓盤片邊界條件的設定22-23
• 2.2 旋轉圓盤片振動方程的離散化處理23-27
• 2.2.1 圓盤片振動方程的空間離散化處理24-26
• 2.2.2 推導旋轉圓盤片動力學方程26-27
• 2.3 旋轉圓盤片固有頻率與振型分析27-39
• 2.3.1 推導旋轉圓盤片固有頻率27-29
• 2.3.2 旋轉圓盤片固有頻率的數(shù)值分析29-37
• 2.3.3 圓盤片固有頻率的理論驗證37-39
• 2.4 旋轉圓盤片振動響應分析39-46
• 2.4.1 圓盤片振動模態(tài)分析39-40
• 2.4.2 圓盤片振動的自由響應40
• 2.4.3 圓盤片振動的脈沖響應40-41
• 2.4.4 旋轉圓盤片受重力作用的穩(wěn)態(tài)變形分析41-42
• 2.4.5 圓盤片振動數(shù)值分析42-46
• 2.5 旋轉圓盤片固有頻率的擬合分析46-50
• 2.5.1 圓盤片固有頻率擬合方法推導46-47
• 2.5.2 數(shù)值計算與收斂性分析47-50
• 2.6 空氣對圓盤片振動的影響50-55
• 2.6.1 空氣作用力對圓盤片振動的理論分析50-52
• 2.6.2 空氣作用力對圓盤片振動影響的數(shù)值分析52-55
• 2.7 圓盤片靜態(tài)初始變形特性分析55-60
• 2.8 本章小結60-63
• 第3章 旋轉圓盤片振動特性的實驗研究63-95
• 3.1 實驗方案與裝置63-64
• 3.2 實驗儀器標定64-77
• 3.2.1 電機的轉速標定64-70
• 3.2.2 位移傳感器的位移標定70-77
• 3.3 旋轉圓盤片振動實驗77-92
• 3.3.1 實驗測試過程80-82
• 3.3.2 分段實驗數(shù)據(jù)分析82-88
• 3.3.3 全部實驗數(shù)據(jù)分析88-92
• 3.4 本章小結92-95
• 第4章 高速旋轉圓盤片的失穩(wěn)抑制理論研究95-111
• 4.1 旋轉圓盤片系統(tǒng)動力學模型建立95-98
• 4.1.1 受滑塊約束作用的旋轉圓盤片振動模型95-96
• 4.1.2 圓盤片熱彈性動力學方程的建立及其邊界條件96-98
• 4.2 旋轉圓盤片系統(tǒng)動力學模型求解98-102
• 4.2.1 受固定滑塊作用圓盤片振動位移求解99-101
• 4.2.2 圓盤片系統(tǒng)固有頻率和動力學穩(wěn)定性求解101-102
• 4.3 數(shù)值計算及結果討論102-110
• 4.3.1 旋轉圓盤片內緣溫升對氣彈失穩(wěn)的抑制作用102-104
• 4.3.2 旋轉圓盤片內緣溫升對參數(shù)失穩(wěn)的抑制作用104-106
• 4.3.3 旋轉圓盤片內緣溫升對熱彈失穩(wěn)的抑制作用106-108
• 4.3.4 旋轉圓盤片內緣溫升對復合失穩(wěn)的抑制作用108-110
• 4.4 本章小結110-111
• 第5章 結論與展望111-113
• 5.1 結論111-112
• 5.2 不足與展望112-113
• 參考文獻113-119
• 附錄119-129
• 作者簡介129-130
• 致謝130

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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  本文關鍵詞：高速旋轉圓盤片振動特性與失穩(wěn)抑制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：378744