帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)分析.pdf

1、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械（如汽輪發(fā)電機(jī)組、水輪機(jī)組、工業(yè)壓縮機(jī)等）的重要組成部分。氣體動(dòng)力激振成為威脅旋轉(zhuǎn)機(jī)械安全運(yùn)行的主要因素之一。以迷宮密封為代表的氣體密封裝置是廣泛使用的有效的封嚴(yán)結(jié)構(gòu)。由于轉(zhuǎn)子在密封腔內(nèi)很難避免發(fā)生偏置，當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于靜子發(fā)生偏置時(shí)，會(huì)造成密封周向壓力分布不均從而形成密封激振力，轉(zhuǎn)子的擾動(dòng)和密封中的流體相互作用，形成密封激振力，密封激振力具有非線性特性。在一定條件下，迷宮密封中的氣流激勵(lì)轉(zhuǎn)子，會(huì)使系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)烈的自激振

2、動(dòng)。
　　本文重點(diǎn)分析不同條件下帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)問題。首先，引入Muszynska密封力模型，建立考慮軸承質(zhì)量的帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型及其動(dòng)力學(xué)方程，分析轉(zhuǎn)速對(duì)帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響;然后，分析陀螺效應(yīng)對(duì)帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響;之后，用有限元法分析帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)軸系上的振動(dòng)情況;最后，考慮不對(duì)稱彈性支承對(duì)帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響。具體內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)帶有密封結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，引入Muszynska密封力模型，建立

3、考慮軸承質(zhì)量的帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型及其動(dòng)力學(xué)方程。
　　(2)研究轉(zhuǎn)速對(duì)帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響。采用四階Runge-Kutta法對(duì)帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值仿真，對(duì)比分析得到的頻域圖、軸心軌跡圖以及Poincare截面圖，數(shù)值仿真表明，隨著轉(zhuǎn)速的提高，帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)出現(xiàn)單周期、擬周期和混沌等復(fù)雜的振動(dòng)狀態(tài)。
　　(3)分析陀螺效應(yīng)對(duì)帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。
　　(4)基于有限元法，對(duì)帶密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行振