基于粘滯阻尼器及調諧阻尼器的轉子系統(tǒng)振動控制研究.pdf

1、轉子是大型旋轉機械的核心部件。在運轉過程中，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子系統(tǒng)的振動，已成為控制旋轉機械振動的熱點問題。本文在傳統(tǒng)的阻尼減振技術基礎上，研究設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上，針對轉子不平衡下的高頻振動，設計了半主動調諧質量阻尼器(STMD)對轉子系統(tǒng)振動進行在線

2、控制研究。
　　本研究主要內容包括：⑴理論分析了粘滯性阻尼器的減振特性，并建立了本文所設計的用于轉子的新型剪切式粘滯阻尼器的力學模型。⑵探討粘滯阻尼器控制轉子不平衡振動。研究其對轉子不平衡減振的機理，建立了單跨及雙跨轉子振動試驗臺，有限元仿真并試驗探究了該粘滯阻尼器對單跨轉子及雙跨轉子系統(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子系統(tǒng)的抑振作用，在理論分

3、析基礎上并設計相應試驗進行驗證。仿真計算與試驗結果表明，該阻尼器可以有效消減碰摩轉子系統(tǒng)復雜的高頻振動。⑷研究粘滯阻尼器抑制轉子不對中振動。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的抑制作用，并設計相應試驗平臺進行驗證。仿真計算與試驗結果表明，該阻尼器能對轉子系統(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雜的振動與噪聲特性，將所設計的粘滯阻尼器作

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理論研究了調諧質量阻尼器對結構的振動控制機理，推導了被控主系統(tǒng)安裝TMD前后的穩(wěn)態(tài)響應。利用MATLAB模擬仿真，討論了TMD質量比、頻率比等結構參數(shù)對減振效果的影響。在此基礎上優(yōu)化設計了適合轉子系統(tǒng)用的新型籠式調諧質量阻尼器，采用有限元法及搭建了振動試驗臺研究其結構特性。⑺將新型籠式調諧質量阻尼器應用到轉子系統(tǒng)中，設計了基