基于粘滯阻尼器及調(diào)諧阻尼器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)子是大型旋轉(zhuǎn)機械的核心部件。在運轉(zhuǎn)過程中，機器可能由于不平衡、碰摩、不對中、油膜渦動等故障引起不同程度的振動。而如何采取有效措施降低轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動，已成為控制旋轉(zhuǎn)機械振動的熱點問題。本文在傳統(tǒng)的阻尼減振技術(shù)基礎(chǔ)上，研究設(shè)計了一種具有高效減振效果的新型剪切式粘滯阻尼器，并引入到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中對不同故障引起的振動進行被動控制研究。在被動阻尼減振研究基礎(chǔ)上，針對轉(zhuǎn)子不平衡下的高頻振動，設(shè)計了半主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(STMD)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動進行在線

2、控制研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴理論分析了粘滯性阻尼器的減振特性，并建立了本文所設(shè)計的用于轉(zhuǎn)子的新型剪切式粘滯阻尼器的力學(xué)模型。⑵探討粘滯阻尼器控制轉(zhuǎn)子不平衡振動。研究其對轉(zhuǎn)子不平衡減振的機理，建立了單跨及雙跨轉(zhuǎn)子振動試驗臺，有限元仿真并試驗探究了該粘滯阻尼器對單跨轉(zhuǎn)子及雙跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡振動的減振特性。⑶研究粘滯阻尼器抑制轉(zhuǎn)子碰摩振動。采用有限元法理論研究該阻尼器對一個支撐在滑動軸承上的單跨碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的抑振作用，在理論分

3、析基礎(chǔ)上并設(shè)計相應(yīng)試驗進行驗證。仿真計算與試驗結(jié)果表明，該阻尼器可以有效消減碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復(fù)雜的高頻振動。⑷研究粘滯阻尼器抑制轉(zhuǎn)子不對中振動。利用有限元方法分析討論了該剪切粘滯阻尼器對不對中振動響應(yīng)的抑制作用，并設(shè)計相應(yīng)試驗平臺進行驗證。仿真計算與試驗結(jié)果表明，該阻尼器能對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不對中故障的振動進行很好的控制，一定程度改善整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。⑸研究粘滯阻尼器抑制齒輪軸系振動。針對齒輪軸系較為復(fù)雜的振動與噪聲特性，將所設(shè)計的粘滯阻尼器作

4、用于齒輪軸以達到減振的目的。搭建不同的齒輪減振試驗臺，驗證該粘滯阻尼器的減振特性，為齒輪軸系減振提供一種新方法。⑹理論研究了調(diào)諧質(zhì)量阻尼器對結(jié)構(gòu)的振動控制機理，推導(dǎo)了被控主系統(tǒng)安裝TMD前后的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。利用MATLAB模擬仿真，討論了TMD質(zhì)量比、頻率比等結(jié)構(gòu)參數(shù)對減振效果的影響。在此基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計了適合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)用的新型籠式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，采用有限元法及搭建了振動試驗臺研究其結(jié)構(gòu)特性。⑺將新型籠式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器應(yīng)用到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，設(shè)計了基