本文關鍵詞：磁懸浮軸承支承的臥螺離心機動力學分析及優(yōu)化設計

  更多相關文章： 臥螺離心機 磁懸浮軸承 轉子動力學 結構優(yōu)化 模型修正

【摘要】：將主動磁懸浮軸承(AMB)代替滾動軸承應用于臥式螺旋離心機可以有效提高其工作轉速,大幅度提升分離能力和整機性能,具有較高的工程應用價值。為使離心機轉子系統安全可靠運行,必須對其進行強度校核和動力學分析。在分析基礎上進行結構優(yōu)化則可以有效提高其綜合性能�；谟邢拊姶艌龇抡孢M行了徑向磁軸承電磁力的計算,驗證其最大承載力滿足設計要求。在外部裝配尺寸不變的條件下,對磁軸承定子結構和繞線骨架結構進行了優(yōu)化設計,優(yōu)化后的方案最大承載力提高11.88%。采用有限元方法對臥螺離心機進行轉鼓的強度剛度校核和整機的動力學分析。研究了復雜裝配結構的有限元建模方法,分析了雙轉子結構振動耦合的規(guī)律。采用模型修正的方法,以模態(tài)試驗為依據,對臥螺離心機進行了參數化模型修正,獲得了更為精確的有限元模型�；趯I(yè)的轉子動力學有限元分析軟件對臥螺離心機雙轉子結構進行了臨界轉速分析和諧響應分析,討論了雙轉子耦合系統的轉子動力學特性�；诜蛛x理論,得到了離心機結構與其生產能力的關系,在I-SIGHT集成優(yōu)化平臺上進行優(yōu)化集成以強度條件、負載條件和固有頻率為約束條件,以分離能力和生產能力最優(yōu)為目標,進行結構優(yōu)化設計,得到了綜合性能最佳的結構設計方案。
【關鍵詞】：臥螺離心機 磁懸浮軸承 轉子動力學 結構優(yōu)化 模型修正
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.84
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-16
• 注釋表16-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 研究背景與意義18-19
• 1.2 關鍵技術19-23
• 1.2.1 臥螺離心機結構設計19-20
• 1.2.2 臥螺離心機強度及動力學分析20-21
• 1.2.3 有限元模型修正技術21-22
• 1.2.4 磁懸浮軸承技術22-23
• 1.2.5 復雜結構優(yōu)化技術23
• 1.3 國內外研究現狀23-25
• 1.3.1 國內研究現狀23-24
• 1.3.2 國外研究現狀24
• 1.3.3 小結24-25
• 1.4 本文主要內容與章節(jié)安排25-26
• 第二章 臥螺離心機結構強度及變形計算26-34
• 2.1 引言26
• 2.2 離心機轉鼓強度計算理論26-29
• 2.2.1 離心機轉鼓強度計算規(guī)范26-27
• 2.2.2 轉鼓強度準則27
• 2.2.3 材料的許用應力27-28
• 2.2.4 臥螺機轉鼓強度校核28-29
• 2.2.5 小結29
• 2.3 有限元方法校核臥螺機轉鼓強度和變形29-33
• 2.3.1 對幾何模型進行結構簡化29
• 2.3.2 基于Hypermesh進行網格劃分29-30
• 2.3.3 基于Patran進行有限元前處理30-31
• 2.3.4 應力和變形計算31-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第三章 臥螺離心機模態(tài)分析和有限元模型修正34-75
• 3.1 引言34
• 3.2 模態(tài)分析及模型修正理論34-35
• 3.2.1 模態(tài)分析基礎理論34
• 3.2.2 模型修正理論34-35
• 3.3 臥螺離心機有限元模態(tài)分析35-47
• 3.3.1 自由-自由狀態(tài)下螺旋輸送器模態(tài)分析35-37
• 3.3.2 外轉子模態(tài)分析37-40
• 3.3.3 軸承和花鍵軸連接的剛度計算40-41
• 3.3.4 整機模態(tài)分析41-43
• 3.3.5 軸承約束狀態(tài)下螺旋輸送器模態(tài)分析43
• 3.3.6 臥螺離心機雙轉子結構對其模態(tài)頻率的影響43-44
• 3.3.7 預應力對固有頻率的影響分析44-45
• 3.3.8 花鍵軸對整機模態(tài)頻率的影響45
• 3.3.9 進料管的模態(tài)分析45-47
• 3.4 臥螺離心機試驗模態(tài)分析47-54
• 3.4.1 試驗方法及設備47-48
• 3.4.2 試驗步驟48-51
• 3.4.3 試驗數據處理51-54
• 3.5 仿真與試驗結果對比分析54-62
• 3.5.1 螺旋輸送器有限元模態(tài)分析54-55
• 3.5.2 整機有限元自由模態(tài)分析55-60
• 3.5.3 整機有限元工作模態(tài)分析60-62
• 3.6 基于試驗結果的臥螺機有限元模型修正62-73
• 3.6.1 螺旋輸送器模型修正62-69
• 3.6.2 整機有限元模型修正69-73
• 3.6.3 修正后模型準確性驗證73
• 3.7 本章小結73-75
• 第四章 臥螺離心機轉子動力學分析75-88
• 4.1 引言75
• 4.2 轉子動力學基礎理論75-77
• 4.2.1 轉子動力學計算方法75-76
• 4.2.2 轉子模態(tài)頻率和其臨界轉速的關系76-77
• 4.2.3 雙轉子結構動力學特性77
• 4.3 臥螺離心機轉子臨界轉速分析77-83
• 4.3.1 外轉鼓組件臨界轉速分析78-80
• 4.3.2 螺旋輸送器臨界轉速分析80-81
• 4.3.3 整機結構臨界轉速分析81-83
• 4.4 整機結構諧響應分析83-86
• 4.4.1 諧響應分析計算臨界轉速83-84
• 4.4.2 內外轉子不平衡對系統振動的貢獻分析84-85
• 4.4.3 基于頻響結果的內外轉子振動特性分析85-86
• 4.4.4 轉子系統支承剛度對其各階臨界轉速的影響分析86
• 4.5 本章小結86-88
• 第五章 徑向磁懸浮軸承結構優(yōu)化設計88-102
• 5.1 引言88
• 5.2 磁軸承載荷計算88
• 5.3 磁軸承結構設計88-94
• 5.3.1 承載力計算90-92
• 5.3.2 加工誤差導致的氣隙不均勻對磁軸承的承載力的影響92-94
• 5.4 徑向磁軸承結構優(yōu)化94-101
• 5.4.1 磁軸承電磁場分析參數化建模95-96
• 5.4.2 磁軸承中各結構參數對電磁力的影響96-97
• 5.4.3 繞線骨架的尺寸對電磁力的影響97-98
• 5.4.4 磁軸承結構參數優(yōu)化98-101
• 5.5 本章小結101-102
• 第六章 臥螺離心機結構優(yōu)化設計102-115
• 6.1 引言102
• 6.2 靜力學分析簡化模型102-104
• 6.2.1 簡化模型的建立102-103
• 6.2.2 響應面模型的建立103-104
• 6.3 動力學分析簡化模型104-108
• 6.3.1 螺旋輸送器簡化模型的建立及其驗證105-107
• 6.3.2 整機簡化模型的建立及其驗證107-108
• 6.4 臥螺離心機生產能力計算模型108-110
• 6.4.1 分離因數108-109
• 6.4.2 Sigma理論109-110
• 6.5 優(yōu)化變量的選取110-111
• 6.6 約束條件和目標函數的確立111-112
• 6.7 基于I-SGHT集成優(yōu)化平臺的臥螺離心機整機結構優(yōu)化112-114
• 6.8 本章小結114-115
• 第七章 總結與展望115-117
• 7.1 本文研究工作總結115
• 7.2 后續(xù)研究及展望115-117
• 參考文獻117-121
• 致謝121-123
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文123

【參考文獻】

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本文編號：878463