本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦熱彎曲故障分析

  更多相關(guān)文章： 轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 摩擦熱彎曲 熱結(jié)構(gòu)耦合 熱場(chǎng)分析 穩(wěn)定性

【摘要】：熱彎曲故障是旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行中出現(xiàn)的常見(jiàn)故障之一,一般指沿圓周方向轉(zhuǎn)子溫度分布不均勻,進(jìn)而由于金屬的熱膨脹不同導(dǎo)致其彎曲變形。熱彎曲與碰摩同時(shí)存在的故障,稱為摩擦熱彎曲故障。熱彎曲故障會(huì)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行和設(shè)備本身造成很大危害。本文主要對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)摩擦熱彎曲故障進(jìn)行分析,以熱結(jié)構(gòu)耦合分析、非線性動(dòng)力學(xué)和動(dòng)力有限元理論為基礎(chǔ),以壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)熱彎曲故障及其伴生故障(摩擦熱彎曲)為研究對(duì)象,采用有限元分析方法,考慮熱效應(yīng)、流體效應(yīng)、接觸變形等因素對(duì)熱彎曲故障和摩擦熱彎曲故障進(jìn)行建模和分析。本文的工作主要包括以下幾個(gè)方面：首先,分別采用2D和3D兩種有限元建模方式建立熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的有限元模型,并通過(guò)實(shí)例對(duì)兩種模型進(jìn)行了分析比較,結(jié)果表明二維熱場(chǎng)分析方法精度比三維方法低,但是計(jì)算效率要高,適用于輸入熱量集中的情況和瞬態(tài)分析；三維熱場(chǎng)分析適用于輸入熱流分散和穩(wěn)態(tài)熱場(chǎng)情況。然后,對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行3D建模并進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析,得到了熱傳導(dǎo)率、熱對(duì)流系數(shù)等相關(guān)因素的變化對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)溫度場(chǎng)、熱彎曲及由熱彎曲引起的振動(dòng)特性的影響,揭示了熱彎曲故障和摩擦熱彎曲故障的故障機(jī)理,以及摩擦和熱彎曲故障的相互耦合作用。最后,針對(duì)摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的有限元結(jié)構(gòu)-三維熱場(chǎng)耦合模型,提出了增量諧波平衡-牛頓迭代方法進(jìn)行摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)計(jì)算和運(yùn)行穩(wěn)定性分析。定量分析了碰摩剛度、碰摩間隙、摩擦系數(shù)等參數(shù)對(duì)摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,掌握了摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性的部分規(guī)律,對(duì)熱彎曲及摩擦熱彎曲故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障診斷、預(yù)防和治理具有重要的意義,也可以為熱彎曲故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的剩余壽命預(yù)測(cè)、避免新機(jī)型熱彎曲故障設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 摩擦熱彎曲 熱結(jié)構(gòu)耦合 熱場(chǎng)分析 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH17
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 本文研究的目的及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況12-15
• 1.2.1 熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的建模方式研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)影響因素分析現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要工作及內(nèi)容15-17
• 第2章 熱彎曲故障分析的相關(guān)理論17-31
• 2.1 概述17
• 2.2 熱-結(jié)構(gòu)耦合分析概述17-19
• 2.3 有限元理論介紹19-21
• 2.4 熱傳導(dǎo)相關(guān)理論21-24
• 2.4.1 傅里葉定律21
• 2.4.2 導(dǎo)熱微分方程21-22
• 2.4.3 不同坐標(biāo)系中的熱傳導(dǎo)方程22-23
• 2.4.4 邊界條件23-24
• 2.5 本文應(yīng)用的數(shù)值方法24-30
• 2.5.1 Newmark-β24-25
• 2.5.2 IHB-增量諧波平衡法25-28
• 2.5.3 Newton-Raphson28-29
• 2.5.4 收斂準(zhǔn)則的確定29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 局部熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)建模31-43
• 3.1 概述31
• 3.2 局部熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)建模31-38
• 3.2.1 轉(zhuǎn)子碰摩力32-33
• 3.2.2 3D方法介紹33-35
• 3.2.3 2D方法介紹35-38
• 3.3 熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模38
• 3.4 兩種建模方式對(duì)比分析38-41
• 3.4.1 溫度場(chǎng)分布比較39-40
• 3.4.2 熱彎曲和熱彎曲引起的振動(dòng)比較40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)影響因素分析43-59
• 4.1 概述43
• 4.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型的建立43-46
• 4.2.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)體模型的建立43-44
• 4.2.2 單元選擇及有限元模型的建立44-46
• 4.3 熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)參數(shù)影響分析46-56
• 4.3.1 熱傳導(dǎo)率的改變對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響46-48
• 4.3.2 熱對(duì)流系數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響48-49
• 4.3.3 比熱容對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響49-51
• 4.3.4 環(huán)境溫度對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響51-53
• 4.3.5 碰摩角對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-59
• 第5章 局部摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性研究59-73
• 5.1 概述59
• 5.2 慢變行為的非線性動(dòng)力學(xué)研究59-62
• 5.2.1 摩擦熱彎曲故障慢變行為60
• 5.2.2 摩擦熱彎曲轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)慢變分析60-62
• 5.3 摩擦熱彎曲穩(wěn)態(tài)分析62-64
• 5.3.1 摩擦熱彎曲故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷準(zhǔn)則62-63
• 5.3.2 摩擦熱彎曲故障轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)求解方法63-64
• 5.4 增量諧波平衡-牛頓迭代方法驗(yàn)證64-71
• 5.4.1 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)求解及穩(wěn)定性分析65-66
• 5.4.2 穩(wěn)定區(qū)域分析66-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 第6章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 胡壁剛,任平珍,馮國(guó)權(quán);轉(zhuǎn)子熱彎曲振動(dòng)試驗(yàn)研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);1997年01期

2 楊建剛,黃葆華,高偉;摩擦熱沖擊問(wèn)題的建模、仿真與振動(dòng)特性分析[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);1999年06期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 齊憲林;基于熱—結(jié)構(gòu)耦合的光學(xué)系統(tǒng)尺寸穩(wěn)定性分析[D];西安電子科技大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：667207