本文關鍵詞：球軸承渦輪增壓器剛度特性及對轉(zhuǎn)子動力學特性的影響　出處：《北京理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：近年來隨著渦輪增壓器向高強化、輕量化發(fā)展,應用機械效率更高的混合陶瓷球軸承代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮動軸承成為一種發(fā)展方向。由于渦輪增壓器球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學特性與浮動軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)差異較大,需深入研究渦輪增壓器的球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學特性。本文通過建立渦輪增壓器球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學模型,開展球渦輪增壓器剛度特性及對轉(zhuǎn)子動力學特性的影響研究,主要研究內(nèi)容如下:首先建立僅考慮軸承剛度的渦輪增壓器球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學模型,分析其轉(zhuǎn)子動力學特性,并與實驗結(jié)果進行對比驗證模型的正確性。在此基礎上添加密封結(jié)構(gòu)及氣流激振剛度特性,建立耦合模型,結(jié)果表明:耦合模型計算得到的臨界轉(zhuǎn)速的值更接近實驗值;瞬態(tài)響應差別甚微,穩(wěn)態(tài)響應的振幅及加速度峰值降低,系統(tǒng)穩(wěn)定性提升。然后,由于軸承支承剛度對軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動力學特性有重要影響,因此對軸承剛度進行重點研究。應用赫茲理論采用靜力學法計算考慮軸承載荷作用的軸承剛度,將計算值加載于耦合模型中分析其轉(zhuǎn)子動力學特性,結(jié)果表明:二階臨界轉(zhuǎn)速的計算值更接近實驗值;對瞬態(tài)響應振幅的影響較小;對穩(wěn)態(tài)響應的振幅及加速度的影響極大。更進一步地,應用擬動力學法計算隨轉(zhuǎn)速變化的非線性軸承剛度曲線。建立非線性軸承剛度耦合模型,結(jié)果表明:臨界轉(zhuǎn)速計算結(jié)果與實驗值僅差0.19%、0.59%;相比于線性軸承剛度耦合模型,瞬態(tài)響應最大振幅變化明顯;穩(wěn)態(tài)響應中各處振幅變化與加速度變化趨勢基本一致,且變化幅度較大;穩(wěn)態(tài)響應中一階臨界轉(zhuǎn)速附振幅近峰值發(fā)生偏移。最后,對比線性軸承剛度耦合模型、考慮載荷線性軸承剛度耦合模型、非線性軸承剛度耦合模型,結(jié)果表明:加載非線性軸承剛度計算的臨界轉(zhuǎn)速值最接近實驗值。在工程計算中,若重點考慮穩(wěn)態(tài)響應,則只需應用赫茲理論采用靜力學法計算軸承剛度進行仿真計算即可,仿真結(jié)果具有參考價值,且節(jié)約時間減少工作量;若重點考慮瞬態(tài)響應則需要應用擬動力學法計算非線性軸承剛度進行仿真分析。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK403

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本文編號：1315030