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径向-轴向碰摩双盘转子-机匣系统的数值仿真分析

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振动与冲击 2007年第7期26卷 74-79,84页

作者：徐可君秦海勤海军航空工程学院青岛分院青岛266041

基于一新型径向-轴向复合碰摩双盘转子-机匣力学模型,利用数值积分和Poincare映射方法,对转子-机匣系统由于径向-轴向碰摩故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,给出了系统响应随转速和偏心量变化的分岔图和一些典型的Poincar... 详细信息

基于一新型径向-轴向复合碰摩双盘转子-机匣力学模型,利用数值积分和Poincare映射方法,对转子-机匣系统由于径向-轴向碰摩故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,给出了系统响应随转速和偏心量变化的分岔图和一些典型的Poincare截面图、相轨图、轴心轨迹、幅值谱图和时域响应等。研究结果表明:径向-轴向复合碰摩弯扭耦合系统具有很强的非线性,拟周期和混沌是系统碰摩的主要特征。系统参数的改变对系统响应的特征有较大的影响,随转速的增大表现为“周期→拟周期→周期→拟周期→周期→混沌”的演变过程。偏心比较小时,系统为周期1运动,超过某一值后,系统直接演化为混沌运动,或演变为拟周期运动,并最终进入混沌。碰摩时谐波成分存在,静子的频率成分较转子更为丰富,主要分布在两个区域,即1倍工频及其周围的高低频率成分,3倍工频及其周围的频率成分。静子的振动特征表现出了类似转子的演变规律。

关键词：振动特征碰摩转子-机匣周期拟周期混沌

滑动轴承-转子系统不平衡-不对中-碰摩耦合故障动力学建模及响应信号分解

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振动与冲击 2013年第23期32卷 159-165页

作者：肖汉周建中肖剑夏鑫张炜博付文龙华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430074

建立了非线性油膜力影响下不平衡-不对中-碰摩耦合故障的滑动轴承-转子系统动力学模型。模型中充分考虑了滑动轴承-转子系统中非线性油膜力的影响,并在此基础上建立了不平衡、不对中和碰摩故障耦合作用下的系统动力学模型,利用有限元分... 详细信息

建立了非线性油膜力影响下不平衡-不对中-碰摩耦合故障的滑动轴承-转子系统动力学模型。模型中充分考虑了滑动轴承-转子系统中非线性油膜力的影响,并在此基础上建立了不平衡、不对中和碰摩故障耦合作用下的系统动力学模型,利用有限元分析方法获得系统振动响应。同时,在转子试验台上模拟耦合故障,获取实测信号与模型仿真响应进行对比分析。针对耦合故障振动响应中频率混叠的问题,提出一种微分耦合经验模态分解对系统响应进行分解,为各耦合故障征兆的获取提供基础。仿真与实验结果证明了耦合故障模型的准确性以及微分耦合经验模态分解的有效性。

关键词：滑动轴承-转子系统不平衡不对中碰摩耦合故障微分耦合经验模态分解

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旋转叶片-机匣碰摩模型及试验研究综述

航空动力学报 2013年第9期28卷 2055-2069页

作者：马辉太兴宇李焕军闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

结合接触和冲击动力学理论,对旋转叶片-机匣碰摩模型的发展给出了比较全面的综述,重点探讨并对比了多种叶片-机匣碰摩模型,将叶片-机匣碰摩模型分为5类:基于碰撞能量守恒的法向碰摩模型,熔化黏着碰摩模型和可磨耗刮除碰摩模型,连续弹性... 详细信息

结合接触和冲击动力学理论,对旋转叶片-机匣碰摩模型的发展给出了比较全面的综述,重点探讨并对比了多种叶片-机匣碰摩模型,将叶片-机匣碰摩模型分为5类:基于碰撞能量守恒的法向碰摩模型,熔化黏着碰摩模型和可磨耗刮除碰摩模型,连续弹性碰摩模型,脉冲力局部碰摩模型,基于接触动力学的碰摩模型.指出了这5类模型的优缺点及其适用范围,并对目前已开展的叶片-机匣碰摩试验进行了介绍.最后建议了叶片-机匣碰摩模型的发展方向:建立多参数影响的精细法向和切向碰摩模型,通过接触动力学理论来模拟碰撞过程,基于试验数据来修正现有碰摩模型.

关键词：旋转机械转动叶片机匣碰摩接触

弹性机匣-滚动轴承双盘碰摩转子系统动力学特性

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振动工程学报 2009年第2期22卷 134-141页

作者：王正浩袁惠群闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 沈阳建筑大学理学院辽宁沈阳110168 东北大学理学院辽宁沈阳110004

提出考虑机匣弹性、轴承非线性回转动力激励、机匣与定子间弹性联接和陀螺效应的非对称悬臂双盘转子系统(简称为弹性转子系统)力学模型,利用数值积分方法分析系统在不平衡、轴承回转非线性动力激励和碰摩耦合故障下系统的分叉与混沌行... 详细信息

提出考虑机匣弹性、轴承非线性回转动力激励、机匣与定子间弹性联接和陀螺效应的非对称悬臂双盘转子系统(简称为弹性转子系统)力学模型,利用数值积分方法分析系统在不平衡、轴承回转非线性动力激励和碰摩耦合故障下系统的分叉与混沌行为及幅频特性,分析结果表明:转子偏心矩、阻尼和转子中心与机匣中心之间的间隙对系统碰摩响应的演化规律均有较大的影响,一般情况下系统通向混沌的道路主要是周期3倍分叉,机匣弹性主要影响高阶临界转速,而轴承回转非线性动力激励主要影响低阶临界转速。

关键词：转子系统碰摩分叉与混沌幅频特性

航空发动机转子-滚动轴承-支承-机匣耦合系统的碰摩故障分析与验证

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航空动力学报 2008年第7期23卷 1304-1311页

作者：陈果李成刚王德友南京航空航天大学民航学院南京210016 沈阳航空发动机设计研究所强度振动技术中心沈阳110015

针对实际的航空发动机转子系统,建立了含碰摩故障的转子-滚动轴承-支承-机匣耦合动力学模型.在模型中,考虑了机匣运动,弹性支承、挤压油膜阻尼,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的变... 详细信息

针对实际的航空发动机转子系统,建立了含碰摩故障的转子-滚动轴承-支承-机匣耦合动力学模型.在模型中,考虑了机匣运动,弹性支承、挤压油膜阻尼,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的变柔性(Varying compliance VC)振动.运用数值积分方法获取了系统响应,并建立带机匣的航空发动机转子实验器进行碰摩故障实验,仿真结果与实验结果比较分析表明了模型的有效性.

关键词：航空发动机转子滚动轴承弹性支承机匣碰摩

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基于奇异值差的转静件碰摩故障诊断方法研究

航空动力学报 2009年第10期24卷 2296-2301页

作者：何田刘献栋陈亚农李其汉北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 中国航空工业集团公司中国航空动力机械研究所株洲412002 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

针对目前奇异值分解方法在航空发动机碰摩故障诊断处理中的不足,在基于矩阵分析推导奇异值残差重构信号能量成分的基础上,提出了利用奇异值残差重构突变信息的方法并建立了诊断流程.利用仿真信号对提出的方法进行了验证,得出了该方法与... 详细信息

针对目前奇异值分解方法在航空发动机碰摩故障诊断处理中的不足,在基于矩阵分析推导奇异值残差重构信号能量成分的基础上,提出了利用奇异值残差重构突变信息的方法并建立了诊断流程.利用仿真信号对提出的方法进行了验证,得出了该方法与理论分析相符合.最后将其应用于某型航空发动机实测数据的处理,成功地判断出该发动机碰摩的时刻和碰摩故障的延展,结果表明该方法对航空发动机碰摩故障的诊断具有良好的效果.

关键词：碰摩奇异值分解故障诊断

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航空发动机转子不平衡下转静碰摩试验研究

振动与冲击 2019年第22期38卷 14-20,43页

作者：侯理臻廖明夫王四季何文博王丹赵璐西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点试验室天津300300

为了研究大涵道比涡扇发动机风车不平衡振动问题,设计了刚度可调、频率可调的转子机匣碰摩机构,计算了机匣的刚度与频率并进行了试验测试。在试验与计算比对良好的条件下完成了碰摩试验并对试验数据进行了进动分析。研究结果表明:设计... 详细信息

为了研究大涵道比涡扇发动机风车不平衡振动问题,设计了刚度可调、频率可调的转子机匣碰摩机构,计算了机匣的刚度与频率并进行了试验测试。在试验与计算比对良好的条件下完成了碰摩试验并对试验数据进行了进动分析。研究结果表明:设计的碰摩机构,能够有效可控地进行风车不平衡状态下持续碰摩试验,重复性好且碰摩特征明显,通过进动分析,风车不平衡下转静碰摩会激起正反进动的超次谐波,以3/2倍频最为明显。研究结果为发动机风车不平衡研究以及转子安全性设计提供重要的数据支撑与试验方案。

关键词：航空发动机风车不平衡碰摩试验研究进动分析

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挠性转子系统碰摩故障传播特性的实验研究

摩擦学学报 2005年第1期25卷 67-72页

作者：赵荣珍张优云赖家顺西安交通大学润滑理论及轴承研究所

研究了柔性联接的双跨度挠性转子发生碰摩时系统的响应征兆;将振动信号的快速付立叶变换(FFT)幅值谱阵列和轴心轨迹设置为特征参量,对不同截面和2个相互垂直方位的碰摩特征进行了对比.结果表明:碰摩故障在转子间具有传播能力,靠近碰摩... 详细信息

研究了柔性联接的双跨度挠性转子发生碰摩时系统的响应征兆;将振动信号的快速付立叶变换(FFT)幅值谱阵列和轴心轨迹设置为特征参量,对不同截面和2个相互垂直方位的碰摩特征进行了对比.结果表明:碰摩故障在转子间具有传播能力,靠近碰摩部位的响应强度最大;碰摩的典型特征表现为FFT谱中1X分量幅值增大,并出现2X、3X、4X谐波分量;轴心轨迹形状显示出碰摩作用点的截面方位信息;最典型征兆表现为碰摩响应的1X分量所对应的频率坐标降低,其降低幅度与碰摩的程度相关.

关键词：挠性转子系统碰摩传播特性 FFT谱轴心轨迹

不平衡磁拉力作用下水轮发电机组转子系统碰摩动力学分析

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振动与冲击 2013年第8期32卷 48-54,67页

作者：张雷克马震岳大连理工大学建设工程学部水利工程学院辽宁大连116024

根据大型旋转机械机电耦联特性,建立了水轮发电机组转子-轴承系统在不平衡磁拉力(UnbalancedMagnetic Pull,UMP)作用下定子与转子碰摩模型及其运动微分方程。利用数值积分方法,对系统由于励磁电流、转子质量偏心以及定子径向刚度变化引... 详细信息

根据大型旋转机械机电耦联特性,建立了水轮发电机组转子-轴承系统在不平衡磁拉力(UnbalancedMagnetic Pull,UMP)作用下定子与转子碰摩模型及其运动微分方程。利用数值积分方法,对系统由于励磁电流、转子质量偏心以及定子径向刚度变化引起的非线性动力学行为进行了研究,并给出了相应的分岔图、Poincaré映射图、时域图和频谱图。计算结果表明:UMP的存在使系统响应呈现出周期1、周期5、拟周期以及混沌等复杂的动力学现象并对其稳定性造成了明显影响;此外,较大的转子质量偏心以及定子径向刚度均有可能使局部碰摩发展为全周碰摩,对定子和转子造成巨大损害。

关键词：水轮发电机组不平衡磁拉力碰摩非线性现象