旋轉(zhuǎn)機械是工業(yè)部門中應(yīng)用最廣泛的一類機械設(shè)備,在工業(yè)的各個重要領(lǐng)域發(fā)揮著無可替代的作用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,蒸汽輪機向高速、重載和自動化方向發(fā)展,在速度、容量、效率和安全可靠性等方面提出了更高的要求。由于其蒸汽參數(shù)的不斷提高,汽流激振力的作用日趨重要。汽流激振力通常來自三個方面:密封流體激振力、葉頂間隙激振力和作用在轉(zhuǎn)子上的靜態(tài)蒸汽力。而其中關(guān)于密封流體激振力的研究遠不如對流體潤滑軸承那樣普遍和深入。 本文首先介紹幾種密封力模型,描述了Muszynska模型所揭示的密封力的主要特征;并應(yīng)用Muszynska模型建立了一個簡支承的Jeffcott平衡轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)非線性動力學模型;利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析研究,得出了平衡轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)失穩(wěn)轉(zhuǎn)速的計算公式;通過數(shù)值計算分析了系統(tǒng)主要參數(shù)對穩(wěn)定性的影響及隨轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)子渦動幅值的變化規(guī)律。 建立了不平衡轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)的非線性動力學模型,應(yīng)用打靶法結(jié)合Floquet理論研究了系統(tǒng)周期解的穩(wěn)定性及其非線性動力學行為;根據(jù)系統(tǒng)的周期響應(yīng)、頻譜圖、Poincaré映射圖、分岔圖,分析了系統(tǒng)在特定轉(zhuǎn)速及特定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)參數(shù)下的非線性動力學特性;通過數(shù)值計算得出在轉(zhuǎn)子升速和降速過程中分岔點附近存在滯后現(xiàn)象。 考慮轉(zhuǎn)子由滑動軸承支承,建立了復雜的轉(zhuǎn)子-軸承-密封系統(tǒng)的非線性動力學模型;根據(jù)系統(tǒng)相軌跡、頻譜圖、Poincaré映射圖、分岔圖,綜合分析研究了系統(tǒng)在特定轉(zhuǎn)速及特定的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)參數(shù)下的非線性動力學特性及密封處與軸頸處的參數(shù)對整個系統(tǒng)的動力學行為的影響。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TH113.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學研究方法
    1.3 國內(nèi)外研究綜述
        1.3.1 密封氣流激振力和研究現(xiàn)狀
        1.3.2 轉(zhuǎn)子－軸承系統(tǒng)研究綜述
    1.4 本文主要工作
第2章 剛性支承平衡轉(zhuǎn)子—密封系統(tǒng)的非線性動力學特性分析
    2.1 密封動力特性模型
        2.1.1 Thomas—Alford模型
        2.1.2 Black－Childs模型
        2.1.3 Muszynska模型
        2.1.4 各種密封模型分析比較
    2.2 平衡轉(zhuǎn)子－密封系統(tǒng)動力學模型
    2.3 平衡轉(zhuǎn)子－密封系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        2.3.1 穩(wěn)定性理論的基本概念
        2.3.2 轉(zhuǎn)子－密封系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    2.4 數(shù)值計算和分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 不平衡轉(zhuǎn)子—密封系統(tǒng)非線性動力學特性分析
    3.1 轉(zhuǎn)子－密封系統(tǒng)動力學模型
    3.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的周期解及穩(wěn)定性分析
        3.2.1 Poincaré映射
        3.2.2 周期解及穩(wěn)定性分析
    3.3 數(shù)值計算和分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 轉(zhuǎn)子－軸承－密封系統(tǒng)非線性動力學特性分析
    4.1 滑動軸承油膜力模型
        4.1.1 傳統(tǒng)的八參數(shù)線性化油膜力模型
        4.1.2 無限長圓軸承的非線性油膜力模型
        4.1.3 無限短圓軸承的非線性油膜力模型
        4.1.4 Capone圓軸承非線性油膜力模型
    4.2 轉(zhuǎn)子－軸承－密封系統(tǒng)動力學模型
    4.3 數(shù)值計算和分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝

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