轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)之間的相互耦合作用使轉(zhuǎn)子振動(dòng)表現(xiàn)出復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)特征，特別是在密封流體激勵(lì)的作用下，其動(dòng)力學(xué)特性就會(huì)變得更為復(fù)雜，而此種情形更接近實(shí)際轉(zhuǎn)子的振動(dòng)狀況。本文首先根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)子建立多盤轉(zhuǎn)子模型，在考慮到重力與阻尼的情形下，推導(dǎo)建立不平衡轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)微分方程。通過(guò)數(shù)值仿真，得到反映工作轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)的特征圖，并對(duì)其進(jìn)行分析；此外，在不同的偏心距下，以轉(zhuǎn)速為分岔特性參數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)子的

2、分岔特性進(jìn)行了分析研究。其次，為了更為準(zhǔn)確的把握轉(zhuǎn)子在實(shí)際工作狀況下的動(dòng)力學(xué)特征，本文建立了密封流體激勵(lì)作用下多盤轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)模型。通過(guò)數(shù)值仿真得到轉(zhuǎn)子在此種狀態(tài)下工作轉(zhuǎn)速時(shí)的幅頻圖、時(shí)域圖以及龐加萊映射圖等。通過(guò)對(duì)所得圖的分析可知：此種狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的彎扭耦合作用更為明顯，表現(xiàn)出更為復(fù)雜的非線性動(dòng)力特征；轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速下的彎扭耦合振動(dòng)為概周期運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)有潛在的不穩(wěn)定性存在。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子的分岔特性研究發(fā)現(xiàn)，偏心距是轉(zhuǎn)子彎扭耦合振動(dòng)的重要影響

3、因素。最后，本文通過(guò)改變實(shí)際轉(zhuǎn)子的工作狀態(tài)，在盡力提高其轉(zhuǎn)速至工作轉(zhuǎn)速之上的情形下，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了振動(dòng)動(dòng)力學(xué)特征的試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)所得結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)子振動(dòng)有低頻成分的存在；轉(zhuǎn)子在到達(dá)試驗(yàn)最高轉(zhuǎn)速19kr/min之前沒(méi)有較大的振動(dòng)出現(xiàn)，即沒(méi)有進(jìn)入轉(zhuǎn)子的一階臨界區(qū)域，尚未達(dá)到轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，由此可知轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速應(yīng)在20kr/min以上，這與通過(guò)數(shù)值仿真所得到的結(jié)果相吻合。此外，轉(zhuǎn)子在試驗(yàn)最高轉(zhuǎn)速之前出現(xiàn)的小峰值振動(dòng)是由密封流