微小型渦輪發(fā)電機(jī)在民用以及軍事上有很大的應(yīng)用前景,超高速轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)是該類型發(fā)電機(jī)的核心關(guān)鍵技術(shù)。本文通過分析轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),分析計(jì)算了轉(zhuǎn)子關(guān)鍵位置的應(yīng)力強(qiáng)度,研究了微小型渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速、模態(tài)振型、不平衡響應(yīng)以及局部受力瞬態(tài)動力學(xué)響應(yīng)特性。首先,對轉(zhuǎn)子在不同護(hù)套材料以及不同過盈量的狀態(tài)下的應(yīng)力分布、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算分析,并研究了轉(zhuǎn)子在不同過盈配合的接觸應(yīng)力狀態(tài)下的軸段抗彎剛度強(qiáng)化效果。其次,通過分析轉(zhuǎn)子動力學(xué)的影響因素,提出復(fù)雜輪盤的動力學(xué)建模方法,并以此方法為基礎(chǔ),對ANSYS有限元仿真軟件進(jìn)行二次開發(fā),編制了轉(zhuǎn)子動力學(xué)通用APDL程序;分別使用傳遞矩陣法和APDL程序?qū)u輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速、模態(tài)振型進(jìn)行了對比分析,試驗(yàn)驗(yàn)證表明自主編制的APDL動力學(xué)程序計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確;利用該程序?qū)L珠角接觸處球軸承支承以及動壓氣浮箔片軸承支承的渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了不平衡響應(yīng)分析,得出了滾珠軸承支承以及氣浮軸承支承轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng)特性;通過分析局部進(jìn)氣渦輪轉(zhuǎn)子受力特點(diǎn),編制MATLAB程序繪制出轉(zhuǎn)子的瞬態(tài)加速曲線,并得到渦輪徑向力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線,通過編制APDL程序分析了渦輪瞬態(tài)啟動過程...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 微小型渦輪發(fā)電機(jī)研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用發(fā)展
        1.2.1 微小型渦輪發(fā)電機(jī)的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展
        1.2.2 微小型渦輪發(fā)電機(jī)軸系結(jié)構(gòu)國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展
        1.2.3 轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性研究方法的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 護(hù)套過盈量計(jì)算及過盈量對抗彎剛度影響研究
    2.1 引言
    2.2 不同條件下護(hù)套對磁鋼的接觸應(yīng)力影響研究
        2.2.1 離心力對無過盈配合軸段的應(yīng)力影響分析
        2.2.2 靜態(tài)過盈量對軸段的應(yīng)力影響分析
        2.2.3 溫度對無過盈配合的軸段應(yīng)力影響分析
        2.2.4 溫度、靜態(tài)過盈量綜合作用下的應(yīng)力影響分析
    2.3 護(hù)套過盈預(yù)緊力對抗彎剛度的影響分析
    2.4 本章小結(jié)
3 渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究
    3.1 引言
    3.2 復(fù)雜輪盤結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模方法
        3.2.1 基于兩種基準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果比較
        3.2.2 輪盤抗彎剛度的修正方法
    3.3 基于傳遞矩陣法的滾珠軸承渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
        3.3.1 傳遞矩陣法基本原理
        3.3.2 徑流式渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動力學(xué)計(jì)算
    3.4 基于有限元法的滾珠軸承渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
        3.4.1 有限元法基本原理
        3.4.2 轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算
    3.5 基于有限元法的滾珠軸承渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)分析
        3.5.1 不平衡響應(yīng)分析基本原理
        3.5.2 最大允許的不平衡質(zhì)量計(jì)算
        3.5.3 不平衡質(zhì)量集中作用下的響應(yīng)分析
        3.5.4 不平衡靈敏度分析
        3.5.5 不平衡質(zhì)量分布作用下的響應(yīng)分析
    3.6 基于有限元法的氣浮軸承渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
    3.7 基于有限元法的氣浮軸承渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)研究分析
        3.7.1 不平衡質(zhì)量集中對轉(zhuǎn)子的響應(yīng)分析
        3.7.2 不平衡質(zhì)量分布對轉(zhuǎn)子的響應(yīng)分析
    3.8 本章小結(jié)
4 局部進(jìn)氣渦輪啟動瞬態(tài)動力學(xué)研究分析
    4.1 引言
    4.2 軸流式渦輪工作原理
    4.3 軸流式渦輪轉(zhuǎn)子啟動過程分析
    4.4 軸流沖擊式渦輪局部受力分析
    4.5 軸流沖擊式渦輪啟動過程瞬態(tài)分析
    4.6 本章小結(jié)
5 渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子掃頻試驗(yàn)研究分析
    5.1 試驗(yàn)系統(tǒng)與方法
    5.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 氣浮軸承支承轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量分布作用響應(yīng)圖
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3913797