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一种含特殊限位器的柔性连接转子碰摩响应研究

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振动与冲击 2024年第4期43卷 158-165页

作者：李诗图白宇杰杨璇吴庭苇核工业理化工程研究院天津300180 粒子输运与富集技术重点实验室天津300180

以一种柔性连接两节式转子-限位器系统为研究对象,利用拉格朗日方法建立考虑陀螺效应的转子系统动力学方程,采用Hooke接触模型及Coulomb碰撞模型,描述变刚度限位器与转子的相互作用,并利用数值方法求解碰摩响应,分析了不同碰摩刚度与摩... 详细信息

以一种柔性连接两节式转子-限位器系统为研究对象,利用拉格朗日方法建立考虑陀螺效应的转子系统动力学方程,采用Hooke接触模型及Coulomb碰撞模型,描述变刚度限位器与转子的相互作用,并利用数值方法求解碰摩响应,分析了不同碰摩刚度与摩擦系数下的碰摩行为,引入碰摩稳定域概念,并计算了碰摩稳定域曲线,开展了不同激励强度下的碰摩试验,与理论分析情况进行对比。研究结果表明:转子碰摩响应存在有限次碰摩后恢复稳定、拟周期运动、同步全周碰摩三种典型碰摩行为;摩擦力是导致转子失稳的关键因素,限位器碰摩刚度存在最优区间;限位器碰摩模型可为工程设计提供参考。

关键词：限位器转子系统碰摩

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气流激励下柔性支承转子的瞬态响应

原子能科学技术 2019年第3期53卷 563-568页

作者：吴庭苇王黎明吴雷苏深坚核工业理化工程研究院天津300180

气流激励对于柔性支承转子的瞬态响应有重要影响。本文通过分析气流扰动转子的物理过程,引入Muszynska流体激励力模型,建立了柔性支承转子的运动微分方程,并通过数值计算得到了进气时间和进气压强对转子瞬态响应的影响规律。结果表明:... 详细信息

气流激励对于柔性支承转子的瞬态响应有重要影响。本文通过分析气流扰动转子的物理过程,引入Muszynska流体激励力模型,建立了柔性支承转子的运动微分方程,并通过数值计算得到了进气时间和进气压强对转子瞬态响应的影响规律。结果表明:在同一进气压强下,进气时间越长,气流激励力对转子瞬态响应产生的影响越大,并计算得到了临界进气时间和临界进气压强。设计并实施了转子受气流激励影响试验,试验中进气时间对转子动力学响应的影响规律和转子涡动现象与理论分析结果基本一致,验证了理论模型的适用性和理论分析的正确性。

关键词：柔性支承转子气流激励瞬态响应

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轴承摩擦对专用设备转子动力响应的影响研究

轴承摩擦对专用设备转子动力响应的影响研究

中国核学会2019年学术年会

作者：吴庭苇核工业理化工程研究院

专用设备的下支承是转子-支承系统中唯一的接触组件,其相对运动和摩擦与转子的动力学行为之间存在一定的关系,因此研究其影响因素对轴承的设计和优化具有重要意义。本文建立了下支承的非刚性连接模型,并引入转子-支承系统模型中,数值计... 详细信息

专用设备的下支承是转子-支承系统中唯一的接触组件,其相对运动和摩擦与转子的动力学行为之间存在一定的关系,因此研究其影响因素对轴承的设计和优化具有重要意义。本文建立了下支承的非刚性连接模型,并引入转子-支承系统模型中,数值计算了系统的动力响应。分析了轴承承载力、摩擦系数、磨损程度等因素对转子动力响应的影响。研究发现,轴承承载力越大,振动的传递效果越好;摩擦系数越大,转子的振幅越大,系统的二阶进动越明显;磨损程度越严重,转子二阶进动幅值越大。研究结果为转子-支承系统的轴承设计和优化方向提供了一定的理论依据。

关键词：轴承摩擦转子动力响应

轴承副接触对立式转子系统动力学行为的影响研究

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噪声与振动控制 2024年第3期44卷 28-34,42页

作者：刘奇瑞唐长亮吴庭苇白宇杰北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 核工业理化工程研究院粒子输运与富集技术国防科技重点实验室天津300180

考虑轴尖-宝石轴承副的接触力,建立立式转子系统非线性动力学模型,分析轴承副接触参数对转子系统固有特性的影响,讨论横向连接刚度、滑动摩擦系数对转子系统动力学行为的影响。结果表明,引入轴承力模型将导致在轴尖模态频率附近出现共... 详细信息

考虑轴尖-宝石轴承副的接触力,建立立式转子系统非线性动力学模型,分析轴承副接触参数对转子系统固有特性的影响,讨论横向连接刚度、滑动摩擦系数对转子系统动力学行为的影响。结果表明,引入轴承力模型将导致在轴尖模态频率附近出现共振峰值,轴承副接触区变化将触发低频进动;随着连接刚度增大,轴尖磨损状态将发生从圆环接触逐渐向偏磨接触最终向大范围圆环接触的转变;当处于边界润滑时,滑动摩擦系数不会对转子系统产生影响,处于干摩擦状态时,滑动摩擦系数增加将加速系统产生偏磨;研究结果对立式转子系统动力学优化设计具有重要意义。

关键词：振动与波轴承轴尖-宝石轴承副立式转子系统连接刚度摩擦系数

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专用设备转子下支承磨损速率分析

专用设备转子下支承磨损速率分析

中国核学会2021年学术年会

作者：吴庭苇核工业理化工程研究院粒子输运与富集技术国防重点实验室

专用设备的下支承是转子-支承系统中唯一的动静接触组件,其相对运动和摩擦与转子的动力学行为之间存在直接关系。而轴承寿命在某种程度上直接影响了机器的寿命,因此分析下支承的磨损机理并定性研判磨损速率的变化趋势具有重要意义。从... 详细信息

专用设备的下支承是转子-支承系统中唯一的动静接触组件,其相对运动和摩擦与转子的动力学行为之间存在直接关系。而轴承寿命在某种程度上直接影响了机器的寿命,因此分析下支承的磨损机理并定性研判磨损速率的变化趋势具有重要意义。从转子动力学角度出发,建立下支承的非刚性连接模型,并引入转子-支承系统模型中,分析专用设备转子在下支承磨损状态下的动力响应。并且,针对下支承的动态受力情况开展理论研究,将下支承所受的接触应力代入磨损模型,进一步分析下支承磨损速率的变化趋势。结果表明,下支承磨损时,转子出现进动现象,且幅值随摩擦系数的增大而变大。影响接触应力的因素随着磨损阶段的不同而产生变化,且轴承磨短至一定水平后磨损速率会大幅加快。

关键词：下支承磨损承载力进动

呼吸裂纹作用下柔性转子系统的动力学特性分析

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呼吸裂纹作用下柔性转子系统的动力学特性分析

中国核学会2021年学术年会

作者：吴庭苇核工业理化工程研究院粒子输运与富集技术国防重点实验室

呼吸裂纹的产生对柔性转子的动力特性有很大影响,研究其特性对柔性转子的稳定性具有重要意义。建立柔性转子系统的动力学模型,同时考虑裂纹转子的时变特性,推导了呼吸裂纹的刚度矩阵,并引入转子系统中。分析裂纹深度、振幅对转子系统动... 详细信息

呼吸裂纹的产生对柔性转子的动力特性有很大影响,研究其特性对柔性转子的稳定性具有重要意义。建立柔性转子系统的动力学模型,同时考虑裂纹转子的时变特性,推导了呼吸裂纹的刚度矩阵,并引入转子系统中。分析裂纹深度、振幅对转子系统动力特性的影响,总结转速引起转子系统涡动运动的特征。研究结果表明,呼吸裂纹不仅会引起动力响应中出现倍频频谱,升速期间转子二阶弯曲临界转速的1/2处始终存在一突出频谱,且该频谱的幅值随裂纹的加深而升高。而且呼吸裂纹还会引起柔性转子系统做高阶超谐共振运动,使转子系统出现非线性运动特征。

关键词：呼吸裂纹柔性转子动力特性

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考虑楔形间隙效应的油膜阻尼器支承性质分析

原子能科学技术 2024年第7期58卷 1594-1604页

作者：贾翔宇吴庭苇白宇杰张剀徐旸核工业理化工程研究院天津300180 清华大学工程物理系北京100084 粒子输运与富集技术全国重点实验室天津300180

支承部件对高速旋转机械的稳定性有着重要影响。合理设计、优化系统的支承部件是保证、提升稳定性的可靠手段。油膜阻尼器是一类结构简单、功能可靠的旋转机械支承部件,能够有效实现系统刚度系数、阻尼系数等支承参数的设计方案。与常... 详细信息

支承部件对高速旋转机械的稳定性有着重要影响。合理设计、优化系统的支承部件是保证、提升稳定性的可靠手段。油膜阻尼器是一类结构简单、功能可靠的旋转机械支承部件,能够有效实现系统刚度系数、阻尼系数等支承参数的设计方案。与常规滑动轴承轴颈的运动形式不同,油膜阻尼器的阻尼体通常绕其支点作“圆锥摆”形式的涡动,即阻尼体径向位移与切向速度沿其轴向呈线性分布,导致阻尼介质在阻尼体与外壳之间形成油膜厚度沿轴向线性分布的楔形间隙,进而造成阻尼器与轴承在油膜力及支承参数性质上的差异。因此,计算、设计油膜阻尼器的支承参数时,考虑楔形间隙效应的影响是必要的。本文首先对描述油膜压强分布的经典Reynolds方程做出了修正,推导了考虑楔形间隙时方程的具体形式。接着,采用基于超松弛迭代法(SOR)的有限差分法(FDM)对修正方程进行了数值求解。通过与ANSYS Fluent计算结果及已有实验结果进行对比,验证了计算结果的合理性。最后,借助数值积分与回归分析的计算工具,求得了阻尼器支承参数的函数表达形式及相应的线性化数值。计算结果表明,分析油膜阻尼器的支承性质时,考虑楔形间隙效应的影响是必要的。通过采用基于修正Reynolds方程的数值计算工具,能够提升计算效率,并为阻尼器性能的分析及优化提供理论参考。

关键词：高速旋转机械油膜阻尼器楔形间隙 Reynolds方程支承参数

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基于粒子群算法的转子支承参数优化设计

江南大学学报（自然科学版） 2014年第4期13卷 443-447页

作者：吴庭苇王士同天津大学机械工程学院天津300072 江南大学数字媒体学院江苏无锡214122

高速旋转飞轮转子的支承参数决定转子在过系统临界转速时的振幅大小和工作转速下的运行稳定性。选用具备自适应学习能力的粒子群算法(PSO),设计出能够表征系统过临界转速时的振幅和工作转速下衡量系统稳定性的目标函数式,利用PSO和该目... 详细信息

高速旋转飞轮转子的支承参数决定转子在过系统临界转速时的振幅大小和工作转速下的运行稳定性。选用具备自适应学习能力的粒子群算法(PSO),设计出能够表征系统过临界转速时的振幅和工作转速下衡量系统稳定性的目标函数式,利用PSO和该目标函数式,对系统进行参数优化。实验结果表明,利用PSO算法对该目标函数进行优化,最终得到的高速旋转飞轮转子系统参数,能有效地改善系统性能,提高系统运行稳定性。

关键词：粒子群算法转子支承参数参数优化

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零部件初始不平衡质量分析

零部件初始不平衡质量分析

中国核学会2019年学术年会

作者：吴庭苇杨福江核工业理化工程研究院

在旋转机械中,旋转部件的不平衡量会导致转子系统做强迫振动,若不平衡质量较大可能影响转子安全稳定运行。因此,转子不平衡量研究对专用设备的可靠性和安全性都具有重要的意义。本文通过计算得到专用设备转子零部件由于形位公差和装配... 详细信息

在旋转机械中,旋转部件的不平衡量会导致转子系统做强迫振动,若不平衡质量较大可能影响转子安全稳定运行。因此,转子不平衡量研究对专用设备的可靠性和安全性都具有重要的意义。本文通过计算得到专用设备转子零部件由于形位公差和装配公差而产生的不平衡质量,并分析了批量生产中,零部件不平衡质量的分布情况。在计算中,假设大量零部件的公差在公差带内呈正态分布,不平衡质量所在的相位在0～2π内呈均匀分布,然后运用矢量合成方法计算得到零部件的总不平衡质量,并分析其分布情况。通过敏感度分析找到对不平衡质量影响较大的部件及相关尺寸,并对加工难度较高零部件的形位公差进行优化,为专用设备的不平衡质量设计和公差优化设计提供理论依据。

关键词：不平衡质量形位公差装配公差