重型燃氣輪機由于其熱—功轉換效率較高,在船舶以及發(fā)電等領域應用廣泛,具有舉足輕重的戰(zhàn)略性地位。經過數(shù)十年的研究和發(fā)展,重型燃氣輪機的結構形式越來越豐富,其內部的轉子已經由最初的整體式轉子,發(fā)展出了如今被廣泛應用的拉桿組合式轉子。拉桿轉子的各級輪盤是獨立的,由拉桿將它們連接在一起,根據(jù)拉桿的安裝形式,拉桿轉子分為中心拉桿轉子和周向拉桿轉子。拉桿轉子具有剛度大、強度高、便于拆裝和檢修等優(yōu)點,但是其結構相對于整體轉子也更復雜,這種復雜的結構特點給拉桿轉子的動力學建模帶來了一定困難。本文以周向拉桿模型轉子為研究對象,考慮微觀粗糙表面接觸,對周向拉桿轉子建立帶有可傾瓦軸承和密封系統(tǒng)的整體動力學模型,并對其進行動力學特性研究。首先,由粗糙表面的微觀接觸入手,使用MATLAB通過自相關函數(shù)法生成不同粗糙度的高斯隨機表面點坐標,使用ANSYS APDL命令流實現(xiàn)點的創(chuàng)建和點之間的連線,進而使用蒙皮命令生成粗糙表面三維實體模型。利用不同粗糙度的粗糙表面實體模型分別與一個剛性平面進行接觸仿真,采用正交實驗多項式擬合方法,得到接觸剛度與預緊力和粗糙度的關系函數(shù)。然后,基于Timoshenko梁單元模型對周向拉...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 界面接觸力學模型研究
        1.2.2 拉桿轉子動力學模型研究
        1.2.3 拉桿轉子動力特性的理論研究
        1.2.4 拉桿轉子動力特性的試驗研究
    1.3 本文研究內容
2 拉桿連接粗糙結合面間接觸剛度
    2.1 引言
    2.2 粗糙表面的數(shù)值建模
        2.2.1 粗糙表面微觀形貌表征方法
        2.2.2 粗糙表面接觸模型
        2.2.3 粗糙表面建模數(shù)據(jù)生成
    2.3 粗糙表面接觸的三維建模與數(shù)值模擬
        2.3.1 高斯隨機表面建模
        2.3.2 粗糙表面模型網格劃分和邊界條件
        2.3.3 粗糙表面接觸參數(shù)設置和結果分析
    2.4 粗糙表面接觸剛度的影響因素分析
        2.4.1 隨機性對接觸剛度的影響
        2.4.2 相關系數(shù)對接觸剛度的影響
        2.4.3 粗糙度對接觸剛度的影響
        2.4.4 正交實驗擬合接觸剛度函數(shù)
    2.5 本章小結
3 考慮結合面剛度的周向拉桿轉子動力學建模與特性分析
    3.1 引言
    3.2 周向拉桿轉子動力學建模
        3.2.1 周向拉桿轉子有限元模型
        3.2.2 有限元法求解周向拉桿轉子動力學特性
    3.3 周向拉桿轉子動力學特性分析
        3.3.1 周向拉桿轉子的臨界轉速
        3.3.2 周向拉桿轉子的不平衡響應
    3.4 周向拉桿轉子動力學特性的影響因素分析
        3.4.1 拉桿預緊力對周向拉桿轉子動力學特性的影響
        3.4.2 輪盤接觸面粗糙度對周向拉桿轉子動力學特性的影響
    3.5 本章小結
4 周向拉桿轉子-軸承-密封系統(tǒng)動力學特性分析
    4.1 引言
    4.2 可傾瓦軸承-周向拉桿轉子動力學特性分析
        4.2.1 有限長可傾瓦軸承油膜力解析模型
        4.2.2 可傾瓦軸承參數(shù)對周向拉桿轉子動力學特性的影響
    4.3 密封-周向拉桿轉子動力學特性分析
        4.3.1 密封動力學建模
        4.3.2 密封參數(shù)對周向拉桿轉子動力學特性的影響
    4.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學位期間的科研成果



本文編號：4032359