本文關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)—軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)損傷故障動力學(xué)特性研究　出處：《東北大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,旋轉(zhuǎn)機(jī)械被廣泛的應(yīng)用于壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、航空發(fā)動機(jī)等各種機(jī)械裝置中。由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動的復(fù)雜性、支承邊界條件的特殊性及多種非線性因素的影響,因此,在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行過程中,不可避免地發(fā)生各種故障。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動是發(fā)生故障的主要原因。由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性,所以誘發(fā)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生故障的原因各有不同。常見的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障有：碰摩、裂紋、油膜振蕩、不對中、松動等。旋轉(zhuǎn)機(jī)械在實(shí)際運(yùn)行過程中,除單一故障外,通常存在兩種或兩種以上的耦合故障,振動特性更加復(fù)雜。 本文主要研究了轉(zhuǎn)定子系統(tǒng)碰摩、裂紋及裂紋-碰摩耦合故障的動力學(xué)特性�；谟邢拊椒�,建立了基礎(chǔ)-軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的有限元模型。研究了簡單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不同碰摩形式下的動力學(xué)特性,并對裂紋、裂紋-碰摩耦合故障進(jìn)行了故障特征分析。主要內(nèi)容如下： (1)建立了基礎(chǔ)-軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型,介紹了基于接觸理論的單點(diǎn)碰摩模型、局部碰摩模型及整周碰摩模型,基于斷裂力學(xué)理論和應(yīng)變能,推導(dǎo)了裂紋的局部柔度矩陣,給出了呼吸裂紋模型的模擬方法,進(jìn)而建立了呼吸裂紋模型； (2)基于接觸理論,建立了基礎(chǔ)-軸承-單點(diǎn)碰摩轉(zhuǎn)子有限元模型。確定了兩種危險的載荷工況,分析了轉(zhuǎn)盤的三種安裝位置下的固有頻率；在此基礎(chǔ)上,分別在兩種載荷工況下,研究了轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)盤的三種安裝位置,對基礎(chǔ)-軸承-單點(diǎn)碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響規(guī)律； (3)建立了不對中局部碰摩轉(zhuǎn)子有限元模型及橢圓定子局部碰摩轉(zhuǎn)子有限元模型。分別在兩種載荷工況下,分析了偏心量、定子剛度及碰摩阻尼對不對中局部碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響,并分析了橢圓率、定子剛度及碰摩阻尼對橢圓定子局部碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)特性的影響,并與單點(diǎn)碰摩故障特征進(jìn)行了對比； (4)建立了整周碰摩轉(zhuǎn)子有限元模型。分別在兩種載荷工況下,分析了轉(zhuǎn)速及不同盤安裝位置工況對整周碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響； (5)建立了呼吸裂紋轉(zhuǎn)子有限元模型。將呼吸裂紋的柔度隨著裂紋深度的變化規(guī)律與文獻(xiàn)進(jìn)行對比,驗(yàn)證了推導(dǎo)的局部柔度矩陣的正確性,并且分析了裂紋剛度矩陣的主剛度的呼吸變化過程；從固有頻率及響應(yīng)曲線兩方面,對呼吸裂紋的模擬方法進(jìn)行了驗(yàn)證；在此基礎(chǔ)上,分別在兩種載荷工況下,分析了轉(zhuǎn)速、裂紋深度及裂紋位置對呼吸裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響規(guī)律;在兩種載荷工況下,分別針對裂紋-單點(diǎn)碰摩耦合故障模型與裂紋-局部碰摩耦合故障模型,對比研究了裂紋、碰摩和裂紋-碰摩耦合故障,分析了橢圓率、碰摩阻尼、裂紋深度對裂紋-碰摩耦合故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH165.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1314467