高參數(shù)渦輪轉(zhuǎn)子非線性動力學分析.pdf

1、高參數(shù)渦輪機械指超超臨界汽輪機、燃氣輪機(包括航空發(fā)動機)、航天器渦輪泵、高壓離心壓縮機等旋轉(zhuǎn)機械，高參數(shù)指高氣流壓力、高氣流溫度、高轉(zhuǎn)速。
　　 在高參數(shù)渦輪機械中，轉(zhuǎn)子失穩(wěn)的因素包括密封失穩(wěn)、泊膜失穩(wěn)和葉輪氣流激振等因素。隨著計算機和仿真技術的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多對轉(zhuǎn)子-軸承-密封系統(tǒng)的研究。但是大多的研究都是只考慮一個或兩個非線性激勵因素對轉(zhuǎn)子動力學行為的影響，這樣只能得到少數(shù)因素的作用效果，分析結(jié)果具有片面性。本課題以單

2、跨對稱彈性轉(zhuǎn)子模型模擬渦輪機轉(zhuǎn)子，采用建立ODE解析模型的方法開展研究，分析系統(tǒng)在油膜力、氣流力和密封力三種非線性力作用下的復雜動力學行為。論文工作包括以下幾部分：
　　 1.對高參數(shù)渦輪機械的發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述；
　　 2.介紹了油膜力、氣流力和密封力的典型模型，建立了單跨對稱彈性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在三種非線性力作用下的無量綱動力學方程；
　　 3.利用數(shù)值積分方法得到了系統(tǒng)以轉(zhuǎn)速為參數(shù)的分岔圖，以及不同轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子運動的相

3、圖、Poincaré映射圖、時間歷程曲線和軸心軌跡。結(jié)果表明：隨著轉(zhuǎn)速的變化，系統(tǒng)出現(xiàn)周期運動和概周期運動；
　　 4.分別以相對進氣速度和密封間隙為參數(shù)得出了系統(tǒng)的分岔圖，以及二者改變時轉(zhuǎn)子運動的相圖、Poincaré映射圖、時間歷程曲線和軸心軌跡。結(jié)果表明：隨著相對進氣速度的改變，系統(tǒng)將會發(fā)生突然失穩(wěn)；隨著密封間隙的增大，其對系統(tǒng)運動行為的影響越來越?。?br>　　 通過本文的研究，對渦輪機轉(zhuǎn)子在非線性油膜力、氣流力和密封