双圆盘转子弯扭耦合振动研究

论文摘要

多数对弯扭耦合振动的研究都集中在单圆盘转子并且使用方法大都是数值方法。为了使模型更加接近实际,使用解析方法研究多圆盘转子的弯扭耦合振动是有要必要的。本文的主要研究工作有以下几个方面:1.用拉格朗日方程建立了考虑非线性刚度的双圆盘不平衡转子弯扭耦合振动方程。由微分方程可知,弯扭振动之间的耦合因素是十分复杂的。2.对建立的弯扭耦合振动方程进行无量纲化,应用平均法得到了系统的近似解析解,并得到了方程的稳态响应相应曲线。3.通过数值模拟,得到系统的各种振动图形:时域图、相图、频谱图、轴心轨迹图、幅频图,通过得出的各种图形对弯扭耦合的振动特性进行分析,得出:弯振与扭振是相互耦合的,质量偏心是耦合的前提,分析了在不同偏心条件下,弯曲振动与扭转振动之间的相互影响,在偏心率很小的情况下,由偏心引起的弯扭耦合作用是非常弱的,可以不予考虑。随着不平衡量的增加,耦合作用加强。质量偏心相位差会影响弯振和扭振的振幅。转子在频率为ωf的外部激励力作用下,通过弯扭耦合,主要激发出频率为Ω±ωf的扭振。当转子有频率为ωT的外扭矩作用时,将主要激励产生频率成分Ω±ωT的弯振;转速等于转轴扭振固有频率与弯振固有频率之和或之差时,可能发生弯扭耦合共振;当外激励的频率为弯振(或扭振)固有频率时,也会激发出较大的扭振(或弯振)。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 非线性转子动力学研究方法
• 1.2.2 不平衡转子弯扭耦合振动研究现状
• 1.2.3 转子轴系弯扭耦合研究现状
• 1.2.4 其他类型弯扭耦合研究现状
• 1.2.5 非线性弹性（刚度）转子动力学研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 转子弯扭耦合动力学方程
• 2.1 转子模型
• 2.2 系统振动方程
• 2.3 转子不平衡力
• 2.4 双圆盘转子弯扭耦合振动方程
• 2.5 弯扭耦合外激励
• 2.6 非线性振动近似解析计算方法
• 2.7 本章小结
• 第3章 不平衡转子弯扭耦合共振解析研究
• 3.1 弯扭耦合振动方程无量纲化
• 3.2 弯曲主共振研究
• 3.3 扭转主共振研究
• 3.4 弯扭耦合振动联合共振研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 不平衡转子弯扭耦合振动数值模拟
• 4.1 弯扭耦合机理阐述
• 4.2 各转速下的振动特性
• 4.3 偏心量对弯扭耦合振动的影响
• 4.4 偏心相位差对弯扭耦合振动的影响
• 4.5 非线性刚度对弯扭耦合振动的影响
• 4.6 各向同性各向异性对弯扭耦合振动的影响
• 4.7 本章小结
• 第5章 外激励作用下弯扭耦合振动数值模拟
• 5.1 弯振对扭振频率的影响
• 5.2 扭振对弯振频率的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢