旋轉(zhuǎn)機(jī)械是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中重要的基礎(chǔ)性設(shè)備,在能源、動(dòng)力、航空、航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的穩(wěn)定性影響著整個(gè)工業(yè)的發(fā)展。隨著社會(huì)的發(fā)展需要,現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機(jī)械正朝著高速、重載、自動(dòng)化和復(fù)雜化方向發(fā)展,由此引發(fā)的問(wèn)題也越來(lái)越多。由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行環(huán)境比較惡劣,復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)械常常失去穩(wěn)定性甚至發(fā)生毀機(jī)事故,這些事故常常會(huì)造成難以估量的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和社會(huì)危害,因此對(duì)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的研究是十分必要的。本文首先以彈性力學(xué)理論為基礎(chǔ),運(yùn)用能量法,建立了剛性盤(pán)-旋轉(zhuǎn)葉片在葉片-機(jī)匣碰摩載荷下強(qiáng)迫振動(dòng)常微分方程;求解了不同工況和不同參數(shù)下的響應(yīng)情況,并與有限元結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比;此外,還對(duì)碰摩力進(jìn)行了傅利葉級(jí)數(shù)展開(kāi),根據(jù)機(jī)械振動(dòng)相關(guān)理論,給出了葉片-機(jī)匣碰摩的解析解,并將解析解與半解析解進(jìn)行對(duì)比分析。其次,采用Lagrange方程建立了轉(zhuǎn)子-葉片耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。其中,旋轉(zhuǎn)柔性軸采用Timoshenko自由梁模型,葉片采用懸臂Euler-Bernoulli梁模型,模型考慮了轉(zhuǎn)軸的截面特性、旋轉(zhuǎn)效應(yīng)、慣性效應(yīng)以及陀螺效應(yīng)。通過(guò)對(duì)模型的求解,著重分析了轉(zhuǎn)子-葉片耦合系統(tǒng)的固有特性;分別分析了葉片數(shù)、... 

【文章來(lái)源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１旋轉(zhuǎn)葉片受力環(huán)境示意圖??Ｆｉｇ．?３．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｂｌａｄｅｓ?ｆｏｒｃｅ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ??

Ｒ?＋?ｘ?ｕ???０?ｖ?，從圖中的幾何關(guān)系可以得到葉片０?ｗ??矢量ｒ的表達(dá)式：??７？?＋?ｘ?＋?ｗ??ｒ?＝?ｒ０＋?３＝?ｖｗ??Ｏ－ＸＹＺ為固定坐標(biāo)系，ｏ－ｘｙｚ為動(dòng)坐標(biāo)系，兩個(gè)坐Ｘ?ｃｏｓ?？９?－ｓｉｎ?＞９?０?ｘ??７?＝?ｓｉｎ？９?ｃｏｓ?＜９?０?少Ｚ」［〇?。?ｉ」｜＿ｚ??動(dòng)角位移，這里，角位移是一個(gè)時(shí)間的函數(shù)。??采用Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｍｏｕｌｌｉ梁，如圖３．２所示，葉片任意移矢量為：??

Ｆｉｇ．３．３?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｂｌａｄｅｓ?－?ｃａｓｉｎｇ?ｒｕｂｂｉｎｇ?ｇａｐ??依據(jù)前述公式（３．１４），這里考察葉片旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)碰摩法向力隨碰摩深度的變化，如??圖３．４所示，其中為碰摩力隨碰摩深度變化曲線，圖上顯示碰摩力隨碰摩深度的提高而??增大，碰摩深度達(dá)到０．５ｍｍ時(shí)碰摩力己接近２．５ｋＮ，并且隨著侵入深度的增大，碰摩時(shí)??間也在不斷增大。??２．５?Ｉ?！????ｊＴ?—？—?０．１?ｍｍ??＼??ｅ???０．２ｍｍ?．??Ｚ；?／?Ａ?＼?ｌ＾＾０－５ｍｍｌ??ｔ?ｎ：??瓛秦巍森秦砉條砉砉龜秦砉龜秦森秦贏??０?０．５?１?１．５?２?２．５?３??時(shí)間／／ｍｓ??圖３．４碰摩法向力隨侵入深度和轉(zhuǎn)速變化曲線??Ｆｉｇ．?３．４?Ｃｏｎｔａｃｔ?ｆｏｒｃｅ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｐｅｅｄ??從圖３．４可以發(fā)現(xiàn)碰摩力隨接觸深度變化類似于半波正弦，因此，具體應(yīng)用時(shí)，將??碰摩力近似看做周期正弦半波激勵(lì)，則碰摩的法向力函數(shù)（式３．１５）可簡(jiǎn)化為分段正弦半??－２３?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]耦合故障復(fù)雜轉(zhuǎn)子—軸承非線性系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及其實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李朝峰.東北大學(xué) 2009
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本文編號(hào)：2924883