柔性转子动平衡及转子动力特性的研究

论文题目: 柔性转子动平衡及转子动力特性的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 章璟璇

导师: 罗贵火

关键词: 柔性转子,动平衡,影响系数法,临界转速,遗传算法,微型发动机,有限元法

文献来源: 南京航空航天大学

发表年度: 2005

论文摘要: 航空发动机尤其是高速旋转的微型涡喷发动机,不平衡是造成转子振动过大以及产生噪音的主要原因之一,直接影响发动机的工作性能和使用寿命。因此,研究转子特别是柔性转子动平衡技术对航空发动机具有重要的意义。本文对影响系数法中的最小二乘法进行改进,提出了限制配重的最小二乘法和基于遗传算法的最小二乘法,前者可以使平衡配重量小于允许值,后者可以计算出平衡配重量和残余振动值的集合最优值,并在 ZT-3 型转子振动模拟试验台上进行了柔性转子的动平衡试验,验证了基于遗传算法的最小二乘法的优越性。当平衡面相关或近似相关时会造成平衡面配重量过大而导致平衡失败,利用Schmidt 正交分解法和奇异值分解算法剔除和消除了相关平衡面。利用振动问题中等效线性化的原理,计算平衡转速下支承的等效刚度值,解决了非线性支承转子动平衡的问题。基于动平衡原理,平衡了微型发动机向心涡轮转子和离心压气机转子,取得了较好的效果。柔性转子动平衡需要在临界转速附近进行,因此对转子的临界转速进行了计算。根据有限元法的原理,编写了计算转子临界转速的程序,并与 ANSYS 软件的计算结果进行对比验证。利用编制的程序对 Sonic8000 微型发动机转子的不平衡响应进行计算,确定了转子的动平衡精度。

论文目录:

第一章绪论

1.1 选题背景、研究目的和意义

1.2 国内外研究与发展状况

1.3 本文研究内容

第二章柔性转子动平衡基本理论

2.1 转子动平衡原理

2.2 柔性转子动平衡的基本方法

2.2.1 模态平衡法

2.2.2 影响系数平衡法

2.3 本章小结

第三章最小二乘影响系数法的改进

3.1 加权迭代最小二乘法

3.2 限制配重的最小二乘法

3.3 基于遗传算法的最小二乘法

3.4 本章小结

第四章转子动平衡中相关平衡面的剔除和消除

4.1 相关平衡面的剔除

4.1.1 相关平衡面的基本概念

4.1.2 Schmidt 正交分解法

4.1.3 算例分析

4.2 相关平衡面的消除

4.2.1 奇异值分解算法

4.2.2 算例分析

4.3 本章小结

第五章考虑支承非线性的转子动平衡

5.1 非线性振动问题的线性等效化

5.1.1 数学方程

5.1.2 算例分析

5.2 转子动平衡方法

5.2.1 转子的运动方程

5.2.2 阻尼法求解多盘转子运动方程

5.2.3 计算步骤

5.2.4 算例分析

5.3 本章小结

第六章转子动平衡试验

6.1 刚性转子动平衡试验

6.1.1 平衡精度的选择

6.1.2 BT－25 型软支撑动平衡机

6.1.3 微型发动机转子的动平衡

6.2 柔性转子动平衡试验

6.2.1 平衡转速的确定和平衡面选取的条件

6.2.2 ZT－3 型转子动平衡试验

6.3 本章小结

第七章转子动力特性的研究

7.1 转子临界转速的计算

7.1.1 有限元法计算临界转速

7.1.2 ANSYS 计算临界转速的方法

7.1.3 算例分析及结果比较

7.2 不平衡响应的计算

7.2.1 转子系统的不平衡响应

7.2.2 Sonic 8000 的动力特性

7.3 本章小结

第八章总结与展望

致谢

在学期间的研究成果

参考文献

附录

发布时间: 2005-07-08

参考文献

[1].柔性转子高速动平衡测试系统设计与研究[D]. 白志强.沈阳理工大学2017
[2].高速转子系统临界转速及其模态分析[D]. 高相龙.上海应用技术大学2017
[3].磁悬浮组合支承系统的模糊控制策略研究[D]. 窦忠才.南京航空航天大学2010
[4].磁力轴承的动力学特性及控制研究[D]. 王提峰.武汉理工大学2007
[5].柔性多转子串联轴系现场动平衡技术研究[D]. 王星星.北京化工大学2012
[6].柔性转子平衡及转子动力学特性的研究[D]. 苏跃军.东北大学2008
[7].多盘柔性转子—支承系统振动主动控制研究的初探[D]. 郭春华.西南交通大学2002
[8].高速磁浮主轴的动态特性分析[D]. 苏健.西安理工大学2001
[9].柔性轴—转子系统动力学研究[D]. 段志强.西安电子科技大学2006
[10].高速柔性转子突加大不平衡响应研究[D]. 叶冬.浙江大学2014

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