本文關鍵詞：柔性阻尼支承可傾瓦軸承油膜動力及減振特性研究

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【摘要】：艦艇中低速巡航狀態(tài)的主要噪聲源是動力機械。艦艇主要的動力源為渦輪動力系統(tǒng)。渦輪動力轉子-軸承系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生結構振動,并通過基座以及艦艇殼體向外傳播輻射噪聲,降低艦艇聲隱身的能力。目前,可傾瓦軸承被廣泛作為現(xiàn)代化、高速艦艇渦輪動力系統(tǒng)的支承主軸承�？蓛A瓦軸承的潤滑油膜在轉子及基座之間起著減振作用。本文主要從結構減振技術角度出發(fā),研究轉子-軸承-基座系統(tǒng)中柔性阻尼支承可傾瓦滑動軸承的油膜動力及減振特性。主要內容及創(chuàng)新點如下:(1)理論上分析柔性阻尼支承可傾瓦軸承瓦塊支點受力的平衡方程,靜平衡位置瓦塊運動微分方程,分別建立考慮溫粘特性的柔性阻尼支承可傾瓦軸承頻率-縮減動力學模型與完全動力學模型,并推導頻率擾動壓力以及廣義擾動壓力Reynolds方程;通過仿真案例以驗證考慮溫粘特性的重要性。(2)提出一種撓性支承可傾瓦軸承靜平衡位置Newton-Raphson迭代算法,結合本文提出的考慮溫粘特性撓性支承可傾瓦軸承頻率-縮減動力學模型,計算撓性支承可傾瓦軸承頻率縮減動力特性系數(shù),并與文獻實驗結果進行對比分析,驗證本文提出的靜平衡位置迭代算法以及動力學模型。采用本文提出的完全動力學模型,將上述平衡位置的仿真結果應用于完全動力學模型,計算了撓性支承可傾瓦軸承的完全動力特性系數(shù),對比分析了該類型軸承縮減動力學與完全動力學系數(shù)之間的差異。(3)提出S型阻尼器結構,采用有限元法對阻尼器結構剛度進行仿真計算;提出一種新的阻尼器-可傾瓦軸承平衡位置Newton-Raphson迭代算法,克服傳統(tǒng)算法在徑向方向低剛度情況下較難收斂的缺點;提出Comsol PDE工具包與Matlab聯(lián)合仿真分析方法,在給定載荷和轉速工況下,計算阻尼器-可傾瓦軸承平衡狀態(tài)下完全動力學系數(shù);對比分析不同徑向剛度的阻尼器-可傾瓦軸承油膜完全動力特性,為阻尼器-可傾瓦軸承的動力特性優(yōu)化設計提供依據(jù);提出一種將轉子-軸承動力學,軸承座-基座結構動力學進行聯(lián)合仿真的方法,對常規(guī)軸承、傳統(tǒng)可傾瓦軸承與阻尼器-可傾瓦軸承支承下的基座機腳振動傳遞特性的減振特性進行對比分析。(4)揭示了流體支點可傾瓦軸承油膜形成機理,推導內層靜壓孔與外層靜壓腔流量連續(xù)方程,基于瓦塊中心位移矢量法推導流體支點可傾瓦軸承外層油膜厚度表達式;建立流體支點可傾瓦軸承動力學模型,提出一種新的考慮軸頸中心位移、瓦塊擺角以及外層油膜作用下瓦塊上浮量的流體支點可傾瓦軸承Newton-Raphson迭代算法;提出一種流體支點可傾瓦軸承工作初始狀態(tài)下瓦塊浮起所需靜壓腔面積的計算方法;采用本文提出的轉子動力學-結構動力學聯(lián)合仿真方法,對不同間隙比流體支點可傾瓦軸承進行轉子-軸承-基座機腳振動特性進行仿真分析,確定合適軸承間隙比參數(shù);并與常規(guī)軸承支撐的轉子-軸承-基座機腳振動特性進行對比分析,以驗證流體支點可傾瓦軸承的減振特性。(5)提出通過相似性原理設計小比例軸承,搭建倒置式試驗臺試驗研究其動力特性;通過轉子模化原則設計�；D子軸,建立大型滑動軸承-轉子試驗平臺,試驗研究不同軸承參數(shù)下的流體支點可傾瓦軸承振動特性,并與常規(guī)軸承振動特性進行對比,分析流體支點可傾瓦軸承減振效果。
【關鍵詞】：柔性阻尼支承 可傾瓦軸承 油膜 動力學 減振特性
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U674.703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-30
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 艦艇渦輪動力系統(tǒng)結構減振技術國內外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 隔振技術研究15
• 1.2.2 支承軸承減振技術研究15-16
• 1.3 可傾瓦軸承動力特性國內外研究現(xiàn)狀16-23
• 1.3.1 軸承潤滑理論發(fā)展17-18
• 1.3.2 可傾瓦軸承動力學研究18-22
• 1.3.3 可傾瓦軸承-轉子非線性動力學研究22-23
• 1.4 柔性阻尼支承可傾瓦軸承減振特性國內外研究現(xiàn)狀23-28
• 1.4.1 撓性支承可傾瓦軸承23-25
• 1.4.2 阻尼器-可傾瓦軸承25-26
• 1.4.3 流體支點可傾瓦軸承26-28
• 1.5 研究主要內容28-30
• 第二章 柔性阻尼支承可傾瓦軸承動力學建模30-56
• 2.0 引言30-31
• 2.1 流體動力潤滑的基本方程31-33
• 2.2 柔性阻尼支承可傾瓦軸承動力學模型33-49
• 2.2.1 頻率-縮減（Frequency-Reduced）動力學模型33-41
• 2.2.2 完全（Full）動力學模型41-49
• 2.3 潤滑數(shù)值計算49-55
• 2.4 本章小結55-56
• 第三章 撓性支承可傾瓦軸承動力特性研究56-76
• 3.1 引言56-57
• 3.2 撓性支點可傾瓦軸承平衡位置迭代算法研究57-59
• 3.3 動力特性系數(shù)回歸擬合的最小二乘法59-61
• 3.4 仿真對比分析61-75
• 3.4.1 撓性支承可傾瓦軸承參數(shù)61-62
• 3.4.2 頻率-縮減動力學系數(shù)計算結果62-73
• 3.4.3 完全動力學系數(shù)計算結果73-75
• 3.5 本章小結75-76
• 第四章 阻尼器-可傾瓦軸承減振特性研究76-103
• 4.1 引言76-77
• 4.2 阻尼器設計77-79
• 4.3 阻尼器-可傾瓦軸承靜態(tài)平衡位置迭代算法79-81
• 4.4 阻尼器-可傾瓦動力特性仿真計算81-93
• 4.4.1 阻尼-可傾瓦軸承計算參數(shù)81-82
• 4.4.3 完全動力學系數(shù)計算結果82-93
• 4.5 阻尼器-可傾瓦軸承-轉子-基座振動特性研究93-102
• 4.5.1 振動加速度級評估93-94
• 4.5.2 軸承-轉子-基座有限元模型94-96
• 4.5.3 軸承-轉子-基座振動仿真分析96-102
• 4.6 本章小結102-103
• 第五章 流體支點可傾瓦軸承減振機理研究103-138
• 5.0 引言103
• 5.1 流體支點可傾瓦軸承工作原理103-105
• 5.2 流體支點可傾瓦軸承油膜形成機理105-109
• 5.3 流體支點可傾瓦軸承油膜厚度109-111
• 5.4 流體支點可傾瓦軸承動力學模型111-118
• 5.4.1 內層油膜作用力111-112
• 5.4.2 外層油膜作用力112-114
• 5.4.3 頻率-縮減動力學系數(shù)114-115
• 5.4.4 平衡位置迭代計算115-118
• 5.5 軸瓦浮起所需靜壓腔面積計算118-121
• 5.6 流體支點可傾瓦軸承-轉子-基座振動特性研究121-137
• 5.6.1 流體支點可傾瓦軸承減振機理121-122
• 5.6.2 流體支點可傾瓦軸承-轉子-基座振動有限元建模122-125
• 5.6.3 軸承-轉子-基座振動仿真分析125-137
• 5.7 本章小結137-138
• 第六章 流體支點可傾瓦軸承動力與減振特性試驗研究138-168
• 6.1 引言138
• 6.2 流體支點可傾瓦軸承動力特性試驗138-150
• 6.2.1 倒置式軸承試驗臺140-141
• 6.2.2 軸瓦溫度特性試驗141-142
• 6.2.3 動態(tài)特性測試試驗142-143
• 6.2.4 動態(tài)激振測試原理143-145
• 6.2.5 試驗結果與數(shù)據(jù)分析145-150
• 6.3 流體支點可傾瓦軸承減振特性試驗150-165
• 6.3.1 試驗平臺系統(tǒng)150-151
• 6.3.2 測試儀器151-152
• 6.3.3 測試項目參數(shù)及測點布置152-153
• 6.3.4 減振特性試驗方案153-154
• 6.3.5 減振降噪評價量標154-155
• 6.3.6 現(xiàn)場動平衡測試原理及試驗155-162
• 6.3.7 減振特性對比分析162-165
• 6.4 減振理論分析165-167
• 6.5 小結167-168
• 結論168-172
• 參考文獻172-184
• 攻讀博士學位期間取得的研究成果184-185
• 致謝185-186
• 附件186

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 虞烈;謝友柏;朱均;丘大謀;;可傾瓦軸承油膜動力不穩(wěn)定性的實驗研究[J];實驗力學;1989年04期

2 學奧;新型可傾瓦軸承[J];熱能動力工程;1993年04期

3 譚召生;可傾瓦軸承的加工與裝配[J];汽輪機技術;2004年03期

4 朱文波,王吉勝;可傾瓦軸承的應用與檢修[J];機械設計與制造;2004年06期

5 楊玉敏;戴旭東;馬s，

本文編號：840207