200MW汽輪機(jī)組低壓段轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、對(duì)于大型—轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)，滑動(dòng)軸承的油膜力引起的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)油模失穩(wěn)現(xiàn)象是突出問(wèn)題，直接關(guān)系到機(jī)組的災(zāi)變防治和安全可靠運(yùn)行。實(shí)際轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)是高維非線性的，直接分析求解十分困難。本文針對(duì)200MW汽輪發(fā)電機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)，采用了一種系統(tǒng)的降維分析方法：利用有限元方法建立了轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的有限元模型，然后利用固定界面模態(tài)綜合法顯著地降低系統(tǒng)的維數(shù)。降維之后，采用有效的數(shù)值計(jì)算方法分析系統(tǒng)的動(dòng)響應(yīng)和穩(wěn)定性,利用Floquet理論分析其

2、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分岔類型。
　　首先，本文采用有限元法建立了200MW汽輪機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)模型，基于固定界面模態(tài)綜合法對(duì)非線性振動(dòng)方程進(jìn)行降維，使系統(tǒng)自由度數(shù)由原來(lái)的112個(gè)降到8個(gè)，并結(jié)合Runge-Kutta法對(duì)其進(jìn)行數(shù)值求解，分析了圓柱瓦軸承支撐的低壓轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)升降速過(guò)程的非線性動(dòng)力學(xué)特性，模擬了油膜振蕩現(xiàn)象的典型特征和發(fā)生油膜失穩(wěn)的轉(zhuǎn)速。采用打靶法計(jì)算低壓轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的Floquet乘子，利用Floqu

3、et理論分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分岔類型。
　　其次，對(duì)降維后的低壓轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)方程，計(jì)算了圓柱瓦軸承支撐的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定性在固定轉(zhuǎn)速下隨偏心距、軸承長(zhǎng)徑比、潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度和軸承間隙比的變化規(guī)律，并分析了轉(zhuǎn)子前軸承軸頸的失穩(wěn)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子偏心距、軸承長(zhǎng)徑比、潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度和軸承間隙比之間的關(guān)系，同時(shí)利用Floquet理論分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分岔類型。
　　最后，基于橢圓瓦油膜力模型下的低壓轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)，采用Runge-