本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞—摩擦動力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 帶冠葉片 離心剛化 動頻 碰撞 摩擦 升降速 實驗

【摘要】：旋轉(zhuǎn)帶冠葉片是旋轉(zhuǎn)機械中的關(guān)鍵部件之一,其性能直接影響著旋轉(zhuǎn)機械的穩(wěn)定性和安全性。葉片的振動故障在發(fā)動機振動故障中最為常見,據(jù)統(tǒng)計,約70%的發(fā)動機故障為葉片故障。采用葉冠結(jié)構(gòu)干摩擦減振是葉片常用的減振方法,因此對于葉冠間的碰撞-摩擦特性的研究是非常重要的。本文主要以旋轉(zhuǎn)帶冠葉片為研究對象,通過數(shù)值仿真及模型實驗,研究了旋轉(zhuǎn)帶冠葉片碰撞和摩擦導(dǎo)致的復(fù)雜非線性動力學(xué)特性。本文主要開展的研究工作如下：(1)基于ANSYS研究了葉冠對帶冠葉片固有頻率的影響以及質(zhì)量點代替葉冠的可行性,并基于能量法建立了考慮離心剛化、旋轉(zhuǎn)軟化的旋轉(zhuǎn)帶冠葉片解析模型；通過ANSYS有限元模型和解析模型對比分析了葉冠長度、旋轉(zhuǎn)半徑對旋轉(zhuǎn)帶冠葉片固有頻率的影響,以及有無葉冠對葉片振動響應(yīng)的影響。(2)基于碰撞理論建立旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞動力學(xué)模型,其中葉冠的碰撞剛度選為葉片的彎曲動剛度。通過碰撞模型研究了氣動力頻率對葉片振動響應(yīng)的影響,分析了葉冠對稱及不對稱間隙、旋轉(zhuǎn)速度以及氣動力幅值等對葉冠碰撞的動力學(xué)特性的影響規(guī)律。(3)基于摩擦理論建立了旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞-摩擦模型,摩擦模型主要采用庫侖摩擦模型和LuGre摩擦模型,并通過文獻驗證了摩擦模型的正確性,基于兩種摩擦模型分析了葉冠間的振動摩擦效應(yīng)。此后又分析了葉冠角度、摩擦系數(shù)對葉片振動特性的影響。(4)基于旋轉(zhuǎn)帶冠葉片模型,分析了無碰撞情況下葉片升降速時的振動響應(yīng)特性,以及加速度對葉片振動響應(yīng)的影響。此后考慮碰撞影響,分析了升降速情況下帶冠葉片的碰撞響應(yīng)特性,以及對稱/不對稱間隙和氣動力幅值對葉冠碰撞響應(yīng)的影響。最后考慮碰撞及摩擦影響,分析了升降速情況下葉冠角度和葉冠間隙對葉片振動響應(yīng)的影響。(5)搭建實驗平臺,通過模型實驗分析了葉冠對固有頻率的影響,并驗證了解析方法的正確性。測試了帶冠葉片碰撞導(dǎo)致的加速度振動響應(yīng),驗證了激振力幅值、激振力頻率以及葉冠間隙對葉片振動響應(yīng)的影響。
【關(guān)鍵詞】：帶冠葉片 離心剛化 動頻 碰撞 摩擦 升降速 實驗
【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】：2014
【分類號】：TH117.1;TH113
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 本文研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 帶冠葉片動力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 旋轉(zhuǎn)態(tài)下葉片固有特性的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 帶冠葉片碰撞減振的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 帶冠葉片摩擦減振的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.5 帶冠葉片減振實驗的研究現(xiàn)狀19
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第2章 帶冠葉片動力學(xué)理論推導(dǎo)和模型驗證21-43
• 2.1 概述21
• 2.2 基于ANSYS不同單元類型的固有特性分析21-23
• 2.2.1 不同單元形式的模型建立21-22
• 2.2.2 不同單元模型的靜頻特性對比22
• 2.2.3 不同單元模型的動頻特性對比22-23
• 2.3 基于ANSYS不同葉片模型的固有特性分析23-26
• 2.3.1 基于ANSYS建立不同葉片模型24
• 2.3.2 三種葉片模型的靜頻特性對比24-25
• 2.3.3 三種葉片模型動頻特性對比25-26
• 2.4 基于能量法解析模型的建立26-34
• 2.4.1 能量法推導(dǎo)帶冠葉片的振動微分方程26-30
• 2.4.2 帶冠懸臂梁振動微分方程離散30-32
• 2.4.3 帶冠懸臂梁振動微分方程無量綱化32-34
• 2.5 基于兩種模型的固有特性及振動響應(yīng)對比34-40
• 2.5.1 帶冠葉片模型的固有頻率對比34-36
• 2.5.2 葉冠長度對固有頻率的影響36-39
• 2.5.3 旋轉(zhuǎn)半徑對固有頻率的影響39
• 2.5.4 葉冠對葉片振動響應(yīng)的影響39-40
• 2.6 本章小結(jié)40-43
• 第3章 考慮碰撞的帶冠葉片動力學(xué)特性分析43-63
• 3.1 概述43
• 3.2 葉冠間碰撞理論及碰撞力模型的建立43-46
• 3.2.1 葉冠接觸碰撞理論的研究43
• 3.2.2 葉冠接觸碰撞力模型43-44
• 3.2.3 葉冠碰撞接觸剛度44-45
• 3.2.4 葉冠碰撞的帶冠葉片動力學(xué)模型45-46
• 3.3 帶冠葉片在氣流激振作用下的幅頻特性46-48
• 3.3.1 帶冠葉片在氣流激振力下的共振現(xiàn)象46-47
• 3.3.2 氣流激振力對帶冠葉片碰撞的影響47-48
• 3.4 帶冠葉片在氣流激勵下的振動特性48-56
• 3.4.1 帶冠葉片在共振轉(zhuǎn)速不同間隙下的振動響應(yīng)48-52
• 3.4.2 帶冠葉片在一定間隙不同轉(zhuǎn)速下的振動響應(yīng)52-54
• 3.4.3 帶冠葉片在不同氣動力幅值下的振動響應(yīng)54-56
• 3.5 不對稱間隙對帶冠葉片振動響應(yīng)的影響56-59
• 3.6 碰撞阻尼對帶冠葉片振動響應(yīng)的影響59-61
• 3.7 本章小結(jié)61-63
• 第4章 考慮碰撞-摩擦的帶冠葉片動力學(xué)特性分析63-89
• 4.1 概述63
• 4.2 葉冠間摩擦理論以及摩擦力學(xué)模型63-66
• 4.2.1 葉冠間摩擦理論63-65
• 4.2.2 葉冠接觸庫侖摩擦模型65
• 4.2.3 葉冠接觸LuGre摩擦模型65-66
• 4.3 葉冠碰撞-摩擦模型的驗證66-71
• 4.3.1 文獻模型及分析方法66-67
• 4.3.2 本文解析方法與文獻對比67-71
• 4.4 葉冠間碰撞-摩擦的動力學(xué)模型71-74
• 4.4.1 考慮碰撞-摩擦的帶冠葉片動力學(xué)方程的建立71-73
• 4.4.2 動力學(xué)方程的離散化73-74
• 4.5 基于不同摩擦模型的帶冠葉片振動特性分析74-79
• 4.5.1 基于庫侖摩擦模型的振動特性74-78
• 4.5.2 基于LuGre摩擦模型的振動特性78-79
• 4.6 帶角度葉冠對振動響應(yīng)的影響79-85
• 4.6.1 葉冠帶角度單方向模型的振動響應(yīng)79-82
• 4.6.2 葉冠帶角度兩方向模型的振動響應(yīng)82-85
• 4.7 不同摩擦系數(shù)對振動響應(yīng)的影響85-87
• 4.8 本章小結(jié)87-89
• 第5章 升降速對葉冠碰撞和摩擦特性的影響89-105
• 5.1 概述89
• 5.2 升降速對旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的影響89-92
• 5.2.1 升降速在氣流激振頻率下對帶冠葉片的影響89-90
• 5.2.2 不同加速度對帶冠葉片的影響90-92
• 5.3 升降速對帶冠葉片碰撞的影響92-98
• 5.3.1 不同間隙下升降速對帶冠葉片碰撞的影響92-94
• 5.3.2 不對稱間隙下升降速對帶冠葉片碰撞的影響94-96
• 5.3.3 不同氣動力幅值下升降速對帶冠葉片碰撞的影響96-98
• 5.4 升降速對帶冠葉片碰撞摩擦的影響98-103
• 5.4.1 升降速對帶冠葉片碰撞摩擦的影響98-99
• 5.4.2 葉冠角度在升降速下對帶冠葉片碰撞摩擦的影響99-101
• 5.4.3 不同間隙下升降速對帶冠葉片碰撞和摩擦的影響101-103
• 5.5 本章小結(jié)103-105
• 第6章 帶冠葉片固有特性及碰撞實驗研究105-115
• 6.1 概述105
• 6.2 基于3種方法的固有特性分析105-107
• 6.3 基于實驗與解析方法的振動特性分析107-113
• 6.3.1 不同葉冠間隙對振動特性的影響109-110
• 6.3.2 不同激振力幅值對振動特性的影響110-112
• 6.3.3 不同激振頻率對振動特性的影響112-113
• 6.4 本章小結(jié)113-115
• 第7章 總結(jié)與展望115-119
• 7.1 研究結(jié)論115-116
• 7.2 研究展望116-119
• 參考文獻119-127
• 致謝127-129
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加科研項目129

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 許松林;喬小飛;林濤;梁曉光;;旋轉(zhuǎn)帶蒸餾塔內(nèi)液體的流動形態(tài)[J];天津大學(xué)學(xué)報;2009年05期

2 許松林;魯文華;;兩種不同形狀旋轉(zhuǎn)帶對氣液兩相流場影響的計算流體力學(xué)模擬[J];天津大學(xué)學(xué)報;2007年08期

3 初世明;曹登慶;潘健智;孫述鵬;王立剛;;柔性旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的非線性動力學(xué)特征[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2013年04期

4 喬小飛;許松林;隋東武;趙磊;華衛(wèi)琦;尚永華;;旋轉(zhuǎn)帶蒸餾技術(shù)研究進展[J];現(xiàn)代化工;2010年S1期

5 ;[J];;年期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 潘石屹;心里的本真[N];法制日報;2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 能海強;旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞—摩擦動力學(xué)特性研究[D];東北大學(xué);2014年

2 董麗萍;旋轉(zhuǎn)帶蒸餾塔的計算流體力學(xué)模擬[D];天津大學(xué);2007年

3 王淑華;旋轉(zhuǎn)帶蒸餾塔的流體力學(xué)性能測試[D];天津大學(xué);2008年

4 魯文華;旋轉(zhuǎn)帶蒸餾塔流場的CFD模擬[D];天津大學(xué);2007年

5 喬小飛;旋轉(zhuǎn)帶蒸餾CFD模擬和塔中液體流動觀察[D];天津大學(xué);2008年

，

本文編號：694636