双转子系统轴承座松动的动力学模型及故障特性

作     者：徐洪志 王南飞 蒋东翔 XU Hong-zhi;WANG Nan-fei;JIANG Dong-xiang

作者机构：清华大学机械工程学院热能工程系电力系统和发电设备控制及仿真国家重点实验室北京100084 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2016年第31卷第11期

页      面：2781-2794页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金(11572167) 

主　　题：轴承座松动 双转子 刚体运动 轴心轨迹 有限元 动力学模型 振动频谱 

摘      要：针对双转子系统轴承座松动故障,基于实验台双转子结构,考虑松动轴承座的3自由度平面刚体运动,引入碰撞恢复系数,建立双转子系统轴承座松动的动力学模型.基于Timoshenko梁单元,利用有限元和刚体运动学方法,采用Newmark-β算法进行数值仿真,对轴承座松动故障时内、外转子运动的动力学特性进行了研究.同时,进行了两种不同转速组合下双转子系统的松动实验,结果基本相同.将仿真结果与实验结果对比分析,结果表明:轴承座松动故障时,松动转子振动位移波形有削波现象.内、外转子振动位移频谱不但含有两转子基频的差频与和频,还包含支承松动转子的2倍频,3倍频等分量;低频段谱线较多,含有分频成分等;转子位移频谱中还含有较少的组合频率成分等.轴承座单侧松动时,松动转子的轴心轨迹呈拉伸的类椭圆状.