【摘要】：重型燃?xì)廨啓C(jī)是最經(jīng)濟(jì)有效的發(fā)電設(shè)備,對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展極為重要。出于輕量化、制造方便、優(yōu)化設(shè)計(jì)等目的,重型燃?xì)廨啓C(jī)多采用輪盤式拉桿轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu):利用拉桿螺栓(中心或周向布置)將各輪盤壓緊構(gòu)成轉(zhuǎn)子。不同于整體式轉(zhuǎn)子,輪盤間存在的粗糙接觸(平面接觸或端齒接觸)會導(dǎo)致剛度隨轉(zhuǎn)軸變形而呈非線性變化,并且該變化于重型轉(zhuǎn)子更加突出。另外,重型燃?xì)廨啓C(jī)中存在的軸承非線性油膜力,會導(dǎo)致油膜渦動甚至油膜振蕩這兩危險的非線性動力學(xué)行為。在兩非線性的共同作用下,輪盤式拉桿轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)具有更為復(fù)雜的非線性動力學(xué)特性,對此,本文針對輪盤間接觸為平面粗糙接觸的周向拉桿轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)進(jìn)行研究。針對周向拉桿轉(zhuǎn)子特殊結(jié)構(gòu)以及輪盤間接觸會引入非線性剛度等問題,本文根據(jù)坐標(biāo)變換及能量原理建立了周向拉桿力學(xué)模型,該模型將拉桿表現(xiàn)為附加力矩(預(yù)緊力不均勻時)以及附加剛度矩陣;結(jié)合Hertz接觸模型、GW粗糙表面接觸理論,經(jīng)計(jì)算得出粗糙接觸界面上接觸微元的法向、切向接觸剛度與法向接觸壓力之間的擬合函數(shù);通過分析輪盤間所承受彎矩大小對輪盤間接觸狀態(tài)的影響,并將兩接觸輪盤加上二者之間的接觸定義為接觸梁單元,利用已得接觸剛度擬合函數(shù)和有限元仿真,計(jì)算得到了接觸梁單元兩端面的相對轉(zhuǎn)角與其剛度矩陣之間的變化關(guān)系,并構(gòu)建了接觸梁單元剛度矩陣的變化率擬合函數(shù)Γ(Υ),其中函數(shù)變量Υ為接觸梁單元兩端面的相對轉(zhuǎn)角與接觸分離的臨界相對轉(zhuǎn)角之間的比值。從而構(gòu)建了周向拉桿轉(zhuǎn)子中輪盤間接觸所帶來的非線性剛度。針對周向拉桿轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)特性的分析,本文根據(jù)已有實(shí)驗(yàn)研究構(gòu)建了周向拉桿轉(zhuǎn)子合理簡化模型,根據(jù)Capone圓軸承模型來引入了非線性油膜力,利用已得輪盤間接觸的非線性剛度,采用Timoshenko梁單元建立了周向拉桿轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的動力學(xué)微分方程。分別在剛性支撐下、非線性軸承支撐下,以及考慮或不考慮非線性剛度的條件下,采用四階Runge-Kutta方法進(jìn)行數(shù)值求解,對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析討論。針對油膜渦動這種危險的失穩(wěn)現(xiàn)象,本文又利用了非自治非線性系統(tǒng)運(yùn)動穩(wěn)定性的量化方法,對轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量偏心距離和軸承間隙兩個系統(tǒng)參數(shù)的穩(wěn)定裕度進(jìn)行分析,以及對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)抗沖擊擾動裕度進(jìn)行了分析。
【圖文】：

轉(zhuǎn)速山，，321】rad/s
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK473

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本文編號：2620692