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燃气轮机转子—鼠笼—挤压油膜阻尼器动力学特性研究

作　者: 徐方程
导　师: 刘占生
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 鼠笼组合弹性支承挤压油膜阻尼器减振
分类号: V235.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 1次
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内容摘要

舰用燃气轮机是在航空燃气轮机应用以后发展起来的新型动力装置,因能满足舰艇动力装置的要求而得到广泛应用和发展。现代舰用燃气轮机的由于运行的需要,有时转子系统会工作在刚体模态甚至弯曲模态临界转速以上,转子在接近或通过临界转速时,转子及支承系统会产生很大的振动,因此对发动机的振动控制提出了苛刻的要求。目前应用最广泛的是组合弹性支承挤压油膜阻尼器,它具有减振效果明显、结构简单、可靠性高等突出优点。本文对鼠笼刚度进行了理论分析和试验研究,获得了鼠笼刚度关于其结构参数的数学表达式,在此基础上建立了滚动轴承-鼠笼组合弹性支承模型,并且使用Newmark方法分析了组合弹性支承-转子系统的动力学特性,验证了弹性支承改变转子系统临界转速的作用;同时推导了基于短轴承假设下挤压油膜阻尼器的Reynolds方程,建立了在直角坐标系下油膜力的表达式,分析了组合弹性支承-挤压油膜阻尼器-转子系统的动力学特性。最后分析了挤压油膜阻尼器的油膜厚度﹑阻尼器长度和油粘度对阻尼器减振特性的影响。为挤压油膜阻尼器的设计和进一步研究提供了有价值的依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-17
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  8-10
  1.2 国内外在该方向的研究现状及分析  10-15
    1.2.1 挤压油膜阻尼器的机理  10-11
    1.2.2 挤压油膜阻尼器的发展  11-12
    1.2.3 挤压油膜阻尼器的理论研究  12-14
    1.2.4 几种新型的挤压油膜阻尼器  14-15
  1.3 本文研究内容  15
  1.4 研究方案  15-17
第2章鼠笼弹性支承刚度特性研究  17-35
  2.1 引言  17
  2.2 鼠笼刚度计算方法  17-21
    2.2.1 近似算法  17-18
    2.2.2 有限元计算方法  18-21
  2.3 鼠笼模型建立及其刚度计算  21-23
    2.3.1 鼠笼模型的建立  21-22
    2.3.2 鼠笼刚度计算结果  22-23
  2.4 鼠笼刚度实验研究  23-28
    2.4.1 鼠笼刚度测试实验台简介  23-24
    2.4.2 鼠笼刚度测试实验原理  24-25
    2.4.3 鼠笼刚度测试实验结果  25-28
  2.5 鼠笼刚度对比分析  28-34
    2.5.1 实验结果和有限元计算结果对比分析  28-30
    2.5.2 笼条数目对鼠笼刚度的影响  30-31
    2.5.3 笼条长度对鼠笼刚度的影响  31-32
    2.5.4 笼条截面积对鼠笼刚度的影响  32-34
  2.6 本章小结  34-35
第3章鼠笼弹性支承-转子系统动力学特性研究  35-48
  3.1 滚动轴承-鼠笼组合弹性支承建模  35-36
  3.2 鼠笼弹性支承-单圆盘转子系统的有限元建模  36-39
    3.2.1 刚性圆盘的运动方程  37
    3.2.2 弹性轴段的运动方程  37-39
    3.2.3 系统的运动方程  39
  3.3 转子动力学仿真研究对象及离散化  39-41
  3.4 Newmark 方法简介  41-42
  3.5 鼠笼弹性支承-单圆盘转子系统动力学仿真及分析  42-47
    3.5.1 滚动轴承刚度计算  42-43
    3.5.2 滚动轴承-鼠笼组合弹性支承刚度计算  43-44
    3.5.3 鼠笼弹性支承-转子系统临界转速计算  44
    3.5.4 鼠笼弹性支承-转子系统的响应仿真和分析  44-47
  3.6 本章小结  47-48
第4章鼠笼弹性支承-挤压油膜阻尼器-转子系统动力学特性研究  48-70
  4.1 挤压油膜阻尼器的雷诺方程  48-53
  4.2 鼠笼弹性支承-挤压油膜阻尼器-转子系统动力学仿真及分析  53-69
    4.2.1 鼠笼弹性支承-挤压油膜阻尼器-转子系统建模  53-54
    4.2.2 鼠笼弹性支承-挤压油膜阻尼器-转子系统的响应仿真和分析  54-59
    4.2.3 挤压油膜阻尼器参数对系统不平衡响应影响的仿真和分析  59-69
  4.3 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-76
致谢  76

燃气轮机转子—鼠笼—挤压油膜阻尼器动力学特性研究

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