故障轉(zhuǎn)子彎曲及其彎-扭耦合振動(dòng)特性的研究.pdf

1、現(xiàn)代生產(chǎn)中,旋轉(zhuǎn)機(jī)械日益高速化、重載化、自動(dòng)化以及功能多樣化,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件,時(shí)常會(huì)出現(xiàn)許多問題。運(yùn)行環(huán)境的惡劣以及設(shè)備安裝過程中存在的誤差都將激發(fā)起各種復(fù)雜非線性因素作用,引發(fā)旋轉(zhuǎn)機(jī)械激烈的振動(dòng)。比如,因運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件發(fā)生碰摩故障而產(chǎn)生的振動(dòng)。碰摩故障通常為其它故障的間接結(jié)果。振動(dòng)原因可能是由轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、軸系失穩(wěn)、機(jī)組中心不對(duì)中或者熱膨脹等引起。系統(tǒng)一旦發(fā)生碰摩,轉(zhuǎn)子零部件很可能會(huì)由于扭轉(zhuǎn)疲勞或者其他過多的彎曲

2、運(yùn)動(dòng)引起破壞。輕則影響工作效率,重則機(jī)毀人亡。而不平衡故障常常潛伏在機(jī)組中,其極易引發(fā)惡性的振動(dòng)事故。這些事故所造成的人員傷亡、社會(huì)危害和經(jīng)濟(jì)損失都是不可估量的。
　　較為復(fù)雜的機(jī)組振動(dòng)特性研究是不適宜采用簡(jiǎn)單的模型。因此,應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)值分析理論和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論來研究復(fù)合故障的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)建模、求解以及彎-扭耦合振動(dòng)特性,已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的熱門研究課題之一。
　　本文通過對(duì)單故障和復(fù)合故障的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)彎-扭耦合振動(dòng)特性逐步進(jìn)行了研究

3、,并建立了4個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型。第一步,考慮滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體與內(nèi)外圈之間的非線性赫茲接觸力,建立了一個(gè)基于滾動(dòng)軸承支承的質(zhì)量不平衡轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型;第二步,針對(duì)兩端剛性支承的單圓盤轉(zhuǎn)子,建立了碰摩轉(zhuǎn)子模型;第三步,將不平衡轉(zhuǎn)子系統(tǒng)置于兩種工況下,即一種在外激勵(lì)力作用下,另一種在外激勵(lì)扭矩作用下,分別建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)彎-扭耦合振動(dòng)模型;第四步,建立了一個(gè)不平衡故障和碰摩故障復(fù)合作用下的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型。
　　對(duì)于這4個(gè)模型,本文采用了