隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著十分重要的作用。由于近年來轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)速度提升以及精度要求提高,各組件結(jié)構(gòu)之間的耦合動態(tài)特性也成為影響旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可靠性的一個重要因素。如何預(yù)估轉(zhuǎn)子的耦合振動特性避免事故發(fā)生是影響渦輪發(fā)動機安全可靠性的關(guān)鍵。針對上述問題,本文對較低轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)子的耦合振動特性開展了研究工作:在考慮轉(zhuǎn)子中軸扭轉(zhuǎn)變形、葉片側(cè)向彎曲變形、覆環(huán)彎扭變形的影響下,基于假設(shè)模態(tài)法將扭轉(zhuǎn)軸-剛性盤-葉片附加覆環(huán)轉(zhuǎn)子各子結(jié)構(gòu)能量式離散化,應(yīng)用拉格朗日定理推導(dǎo)帶覆環(huán)轉(zhuǎn)子的運動方程,利用MATLAB軟件得到帶覆環(huán)轉(zhuǎn)子的固有頻率和振型,定義了兩種新的耦合振動模態(tài):軸-葉片-覆環(huán)（SBR）模態(tài)、葉片-覆環(huán)（BR）模態(tài)。基于轉(zhuǎn)子有限元模態(tài)分析理論基礎(chǔ),對剛性盤無覆環(huán)轉(zhuǎn)子和葉片附加覆環(huán)轉(zhuǎn)子建立其有限元模型,利用ANSYS Workbench軟件分別對轉(zhuǎn)子進(jìn)行建模與模態(tài)分析,得到轉(zhuǎn)子的固有頻率和振型,軸僅考慮了其扭轉(zhuǎn)變形。將有無覆環(huán)轉(zhuǎn)子耦合振動模態(tài)進(jìn)行對比,覆環(huán)會影響單個剛性盤轉(zhuǎn)子的耦合振動,不僅改變了其耦合模態(tài),同時改變了模態(tài)階數(shù)。針對剛性單盤帶覆環(huán)轉(zhuǎn)子,經(jīng)過對比假設(shè)模態(tài)法與數(shù)值模... 

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)概述
    1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 軸—盤—葉片轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 存在覆環(huán)的葉片轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 轉(zhuǎn)子振動實驗研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 無覆環(huán)剛性單盤轉(zhuǎn)子耦合振動特性分析
    2.1 引言
    2.2 模態(tài)分析理論概述
        2.2.1 模態(tài)分析基礎(chǔ)
        2.2.2 固有頻率和振型
    2.3 模態(tài)分析的有限元法
        2.3.1 有限元法的基本理論
        2.3.2 ANSYS軟件及模態(tài)分析簡介
    2.4 無覆環(huán)轉(zhuǎn)子模態(tài)分析
        2.4.1 有限元建模
        2.4.2 求解有限元
        2.4.3 計算結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 軸-盤-葉片附加覆環(huán)轉(zhuǎn)子的運動方程
    3.1 引言
    3.2 轉(zhuǎn)子各子結(jié)構(gòu)基本假設(shè)與能量式
        3.2.1 轉(zhuǎn)軸能量式
        3.2.2 旋轉(zhuǎn)剛性圓盤能量式
        3.2.3 旋轉(zhuǎn)葉片能量式
        3.2.4 覆環(huán)能量式
    3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)能量式離散化及運動方程建立
        3.3.1 假設(shè)模態(tài)函數(shù)的選擇
        3.3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)能量式離散化
        3.3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運動方程式
    3.4 本章小結(jié)
第四章 帶覆環(huán)轉(zhuǎn)子耦合振動特性研究
    4.1 引言
    4.2 帶覆環(huán)轉(zhuǎn)子材料屬性和幾何參數(shù)
    4.3 轉(zhuǎn)子固有振動分析
        4.3.1 基于假設(shè)模態(tài)法對轉(zhuǎn)子固有振動分析
        4.3.2 基于ANSYS Workbench轉(zhuǎn)子固有振動分析
        4.3.3 假設(shè)模態(tài)法與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析
    4.4 不同參數(shù)對轉(zhuǎn)子耦合振動影響分析
        4.4.1 覆環(huán)對轉(zhuǎn)子耦合振動影響分析
        4.4.2 葉片數(shù)對轉(zhuǎn)子耦合振動影響分析
        4.4.3 覆環(huán)厚度對轉(zhuǎn)子耦合振動影響分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 柔性單盤轉(zhuǎn)子模擬振動實驗研究
    5.1 引言
    5.2 轉(zhuǎn)子模擬實驗裝置
        5.2.1 轉(zhuǎn)子模擬實驗平臺
            5.2.1.1 單盤六葉片轉(zhuǎn)子實驗試件
            5.2.1.2 實驗設(shè)備
        5.2.2 信號采集系統(tǒng)
            5.2.2.1 信號采集系統(tǒng)硬件組成部分
            5.2.2.2 信號采集系統(tǒng)軟件部分
    5.3 振動信號數(shù)據(jù)處理
        5.3.1 實驗數(shù)據(jù)預(yù)處理
        5.3.2 時域分析
        5.3.3 傅里葉變換理論
    5.4 實驗結(jié)果分析
        5.4.1 不同轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子實驗結(jié)果分析
            5.4.1.1 1000r/min轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子振動信號分析
            5.4.1.2 3000r/min轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子振動信號分析
            5.4.1.3 5000r/min轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子振動信號分析
        5.4.2 不同轉(zhuǎn)速瀑布圖
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間主要研究成果
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3730058