检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张登鹏北京化工大学

学位级别：硕士

随着社会的快速发展和进步,旋转机械在电力、石油、航天航空、船舶等领域内的相关设备中广泛应用。重点依赖内部组件的转动动作完成一定功能,然而振动问题一直是旋转机械的重要课题。作为旋转设备核心部件的转子,因不平衡造成振动过大... 详细信息

随着社会的快速发展和进步,旋转机械在电力、石油、航天航空、船舶等领域内的相关设备中广泛应用。重点依赖内部组件的转动动作完成一定功能,然而振动问题一直是旋转机械的重要课题。作为旋转设备核心部件的转子,因不平衡造成振动过大而导致的故障在旋转机器中最为常见,对整个机器设备系统的正常运作及寿命有着极其重要的影响。所以,对转子进行高精度的平衡调节减少振动,是旋转机械设备长期安稳运转的重要保障。因而,为解决转子因不平衡导致振动过大的现象,提出了一种基于有限元模型的无试重模态动平衡方法。通过对建立好的转子模型分析得出转子本身的平衡偏差并进行补偿,从而达到自动定心的功能,完成转子动平衡调节。与传统的转子动平衡方法相比较,无需多次启停设备,只要一次开机即可实现动平衡。本文针对此无试重动平衡方法进行了钻研,主要工作如下:(1)把轴承模型、主轴的梁单元模型和配重盘单元模型采用有限元法进行建模,将这些模型进行组合,构建转子试验台有限元动力学三维模型,开展模态分析,揭露其转轴系统在任意模态下的动力特性。利用ANSYS workbench对转子试验台有限元模型仿真,计算其固有频率、模态振型以及不平衡响应分析。(2)对转子试验台进行不平衡响应试验,所得数据应用响应面修正法,对试验台的模型进行幅值修正,获得了仿真值与试验值较为相似的有限元模型。之后将原始有限元模型分别跟响应面模型、MATLAB模型仿真的结果进行对比,发现两者的结果相差不多,说明建立的转子试验台模型是精准可靠的。(3)在获得跟实际转子试验台相一致的有限元模型后,提出一种无试重动平衡方法。先根据试验台所测的不平衡响应信号计算得到主轴的阻尼比,然后应用模态平衡法,结合有限元模型,求解出转子的不平衡质量,在对应位置进行配重,完成虚拟动平衡。最后,对该方法进行实验验证,只需开机一次,完成动平衡,证明该动平衡方法是有效可行的。(4)完成转子实验台动平衡后,同样对离心机试验台用该方法开展动平衡。运用MATLAB对离心机试验台展开动力学仿真,创建离心机试验台有限元模型,计算模态振型、临界转速及不平衡响应。再依据试验台所测的不平衡响应数据,应用无试重方法,求解出所加的平衡配重,进行虚拟动平衡。最后,进行实验验证,开机一次即可实现动平衡,且平衡效果较好,进一步证明了该方法是切实可靠的。经过本文的研究工作,获得了一种高速转子无试重动平衡方法,对实际中的工程动平衡技术应用提供了一种新的模式,经实验验证,该方法可行且可靠的保障旋转设备稳定工作。

关键词：模态平衡法有限元分析模型修正无试重动平衡

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基于结构反求的折线轴无试重动平衡方法

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振动与冲击 2019年第22期38卷 263-270页

作者：徐远易均邓合周帆韩志甲曾明浩中国工程物理研究院材料研究所

摇摆式气体循环增压泵(摇摆泵)在研制过程中,需对折线轴进行无试重、多方案快速动平衡。针对现有动平衡方法的不足,通过模态分析,构建了以直轴配重块质径积、斜轴配重块质量和质心偏移距离为变量的折线轴动平衡状态参数模型。根据质心... 详细信息

摇摆式气体循环增压泵(摇摆泵)在研制过程中,需对折线轴进行无试重、多方案快速动平衡。针对现有动平衡方法的不足,通过模态分析,构建了以直轴配重块质径积、斜轴配重块质量和质心偏移距离为变量的折线轴动平衡状态参数模型。根据质心计算公式,结合数学建模和结构优化,建立了以质量和质心位置为目标值的四元参数化结构反求方法,成功设计出符合动平衡方案的配重块。建立轴承支撑模型,对该无试重动平衡方法进行了仿真,并通过测量实际配重时的振动加速度,对动平衡方案进行了验证。结果表明,该方法可提供多种动平衡方案以便摇摆泵的迭代设计,所有方案均能有效地降低折线轴旋转时的不平衡量。

关键词：折线轴无试重动平衡参数模型结构反求

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基于动力学模型的高速转子轴承系统无试重动平衡方法研究

基于动力学模型的高速转子轴承系统无试重动平衡方法研究

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作者：孙景钰西安电子科技大学

学位级别：硕士

高速转子在当代工业生产中的应用十分广泛。在切削加工中,转子的旋转状态是影响切削零件精度的主要原因。引起转子振动的本质原因是其质量中心和几何中心线不重合,转子的振动会带来加工误差,影响生产效率,严重时还会造成工业事故。因此... 详细信息

高速转子在当代工业生产中的应用十分广泛。在切削加工中,转子的旋转状态是影响切削零件精度的主要原因。引起转子振动的本质原因是其质量中心和几何中心线不重合,转子的振动会带来加工误差,影响生产效率,严重时还会造成工业事故。因此,对高速转子系统的不平衡振动抑制方法进行研究具有重要的意义。本文以高速转子-滑动轴承系统为研究对象,建立了系统的有限元动力学模型,并以此为基础,提出一种多转速无试重动平衡方法,主要研究内容如下:首先,本文对滑动轴承进行结构和受力分析,计算出滑动轴承的刚度和阻尼矩阵。采用有限元的方法分别建立了主轴的梁单元模型和圆盘单元模型,将轴承、梁单元和圆盘单元各模块进行集成,得到高速转子-轴承系统有限元动力学模型。利用MATLAB对建立的系统有限元模型进行仿真,计算转子的固有频率、模态振型,并与ANSYS模型、DyRoBeS软件的仿真结果进行对比,三者的结果相似率较高,并结合实验台的测量与仿真结果的一致性,说明建立的该转子模型是准确可靠的。其次,在准确建立系统有限元模型的基础上,提出一种基于模型的多转速无试重动平衡方法,并进行了理论推导。通过软件仿真后,结果显示该方法能精准识别转子的不平衡量(包含质量信息和相位信息)。考虑到实验测试中可能会出现的扰动对求解结果的影响,针对不平衡求解中的病态问题进行研究。最后,在转子实验台上进行模态实验和动平衡实验验证,通过模态实验得到转子的基本信息与模型进行对比,进行动平衡实验时通过添加识别出的转子不平衡量,转子的失衡振动明显降低,证明该不平衡抑制方法是有效可行的。通过本文工作,得到了一种可行有效的转子无试重动平衡方法,对工程实际中的动平衡应用技术提供了一种新的方式,保障了旋转设备的平稳工作。

关键词：转子动平衡有限元模型无试重动平衡不平衡量识别

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转子轴承系统不平衡矢量无试重识别与精确表征技术

转子轴承系统不平衡矢量无试重识别与精确表征技术

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作者：李萌西安电子科技大学

学位级别：硕士

不平衡故障是导致转子轴承系统振动的主要原因,也是转子轴承系统中普遍存在的现象。在高速运转时,即使微小的不平衡也会引起剧烈的振动,从而对旋转机械的运行状态产生很大的影响。因此,如何抑制不平衡振动成为转子轴承系统的关键问题。... 详细信息

不平衡故障是导致转子轴承系统振动的主要原因,也是转子轴承系统中普遍存在的现象。在高速运转时,即使微小的不平衡也会引起剧烈的振动,从而对旋转机械的运行状态产生很大的影响。因此,如何抑制不平衡振动成为转子轴承系统的关键问题。本文构建了转子-轴承系统动力学模型,并以此为基础,研究了基于模态等效的转子不平衡量无试重识别和各向异性转子轴承系统不平衡表征技术,主要内容如下:首先,本文根据有限元方法分别构建了转子和配重盘的五自由度动力学模型。对滑动轴承进行结构与受力分析,可以计算出其刚度矩阵和阻尼矩阵。将各单元矩阵进行集成,从而得到高速转子轴承系统的有限元模型。通过对此模型进行MATLAB仿真分析,得出频率响应曲线,并与模态实验结果进行对比,两者具有较高的匹配度,验证了所构建转子轴承系统模型的准确性。其次,研究了一种基于模态等效的转子不平衡量无试重识别方法。通过动力学模型分析了失衡转子的力学行为,研究了不平衡力等效原则,在主坐标上建立不平衡响应与失衡量之间的关联关系,进而给出了基于模态等效的不平衡抑制方法,实现不平衡量幅值和相位的求解。通过MATLAB仿真分析验证了该方法的有效性,并在多功能转子实验台上进行实验验证,实验结果表明,该无试重动平衡识别方法可以准确快速地识别出系统不平衡量,添加配重后系统不平衡振动得到了有效控制。最后,分析了各向异性转子轴承系统的不平衡响应,分析不平衡状态与失衡振动能量之间的影响规律,提出了以振动能量来精确表征转子不平衡状态。在转子轴承系统动力学模型的基础上,通过MATLAB仿真分析验证了该平衡表征技术的可行性。然后在多功能转子实验台上进行功能性实验,验证了以振动能量表征不平衡量具有更高的精度。并通过实验验证了以振动能量表征不平衡状态的有效性。总体而言,本文从转子不平衡矢量的无试重识别与精确表征方面进行了研究,并给出了相应的识别与表征方法,为旋转机械系统高效、精确的动平衡实施奠定技术基础,保障了旋转机械系统的安全平稳工作。

关键词：转子有限元模型不平衡量表征无试重动平衡不平衡量识别

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集成GA-PSO方法的转子系统多点不平衡量识别

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振动．测试与诊断 2019年第4期39卷 801-809,906,907页

作者：张茹鑫温广瑞张志芬徐斌西安交通大学机械工程学院西安710049 新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830046

针对传统转子动平衡方法需多次启车确定平衡配重、平衡效率低、平衡成本高的问题,提出了集成遗传算法(genetic algorithm,简称GA)及粒子群算法(particle swarm optimization,简称PSO)的转子多点不平衡量在线识别方法。该方法的核心是将... 详细信息

针对传统转子动平衡方法需多次启车确定平衡配重、平衡效率低、平衡成本高的问题,提出了集成遗传算法(genetic algorithm,简称GA)及粒子群算法(particle swarm optimization,简称PSO)的转子多点不平衡量在线识别方法。该方法的核心是将转子不平衡量分解为数目、位置、质量和相位信息,分别获取转子系统理论不平衡响应与实际振动特征,正反问题角度相结合实现转子多点不平衡量的准确识别。首先,采用集成化的GA-PSO优化算法进行不平衡量识别;其次,通过引入正则化思想构造新的目标函数,利用遗传算法获取不平衡数目的稀疏表示,实现不平衡量数目识别;最后,采用粒子群算法进行不平衡量位置、质量和相位识别,通过缩小粒子群算法初值范围,提高不平衡位置、质量和相位识别精度。仿真和转子实验台实验数据的识别结果表明,该方法可以有效对转子不平衡量进行在线预估,并可有效指导现场无试重动平衡,从而降低后续转子系统现场动平衡的成本,提高其平衡效率。

关键词：转子无试重动平衡遗传算法正则化粒子群算法

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高速主轴不平衡振动行为分析及其抑制方法研究

高速主轴不平衡振动行为分析及其抑制方法研究

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作者：孙虎西安电子科技大学

学位级别：硕士

高速加工技术是当代一种先进加工制造技术,广泛应用于航空航天、汽车制造工业、仪器仪表制造工业、光学和精密制造工业等加工领域。高速加工技术具有高效、高精度、高表面质量加工等重要特征。高速机床是高速加工技术得以实现的主要设... 详细信息

高速加工技术是当代一种先进加工制造技术,广泛应用于航空航天、汽车制造工业、仪器仪表制造工业、光学和精密制造工业等加工领域。高速加工技术具有高效、高精度、高表面质量加工等重要特征。高速机床是高速加工技术得以实现的主要设备和关键因素,高速主轴系统作为高速机床的核心功能部件,其结构和动态性能直接影响着高速加工的效率以及关键零件的制造精度,主轴空间振动行为分析及抑制方法研究对我国高速加工技术应用具有重要意义。论文以高速电主轴为对象展开研究,采用有限元方法建立了“转子—轴承—圆盘”耦合的主轴结构动力学模型,并对主轴的不平衡振动行为作了深入分析与探讨。针对目前转子动平衡技术需多次起车加重或去重的不足,提出了基于高速主轴有限元动力学模型的无试重动平衡方法。论文首先基于Jones模型,考虑滚动体的离心效应和陀螺效应,对角接触球轴承进行了有限元动力学建模,采用线性搜索与改进Newton-Raphson迭代算法相结合的方法对由滚动体几何约束方程和力平衡方程组成的高度非线性方程组进行求解,得到了轴承的刚度矩阵。给出了滚动体及轴承相关参数随轴承所受轴向力、径向力及主轴转速的变化曲线。论文将轴承看作外圈与主轴箱固连,内圈随主轴转动的2节点轴承单元,每个节点包含除扭转自由度外的5个自由度;利用考虑剪切作用的2节点的Timoshenko梁单元对主轴转子、拉到杆、主轴箱等梁类结构进行有限元动力学建模;利用考虑质量偏心的圆盘单元对编码器、配重盘等盘类结构进行动力学建模;最后在轴承刚度求解的基础上,对转子、圆盘、轴承各模块进行集成,得到主轴系统的有限元动力学模型。论文对已有高速主轴进行了有限元动力学建模,并分别从模态、谐响应、时域振动响应方面进行了仿真分析,将模态分析及谐响应分析的结果与ANSYS进行了比较,最后进行了高速主轴的模态实验。ANSYS分析结果与实验结论联合验证了主轴系统有限元动力学模型的正确性和准确性。最后提出了基于高速主轴有限元动力学模型的不平衡振动分析的无试重动平衡抑制方法,并针对本特利转子平台进行了该方法的动平衡实验。实验表明该方法能有效地抑制转子不平衡振动,在转子动平衡中有广阔的应用前景。

关键词：高速加工技术电主轴滚动轴承不平衡振动无试重动平衡

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软支承转子动平衡有限元建模、仿真与实验研究

软支承转子动平衡有限元建模、仿真与实验研究

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作者：王玉龙南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文针对目前常用的刚性转子影响系数法双面动平衡需要多次开停机及获得系统参数直接建模的有限元建模方法精度不高的缺陷,进行了基于有限元模型修正方法的的软支承刚性转子无试重动平衡方法的研究。论文的主要工作包括:(1)以软支承动... 详细信息

本文针对目前常用的刚性转子影响系数法双面动平衡需要多次开停机及获得系统参数直接建模的有限元建模方法精度不高的缺陷,进行了基于有限元模型修正方法的的软支承刚性转子无试重动平衡方法的研究。论文的主要工作包括:(1)以软支承动平衡机为研究对象,建立了软支承的刚性转子有限元模型;(2)根据刚性转子影响系数法双面动平衡原理,运用MATLAB编写求解程序,结合有限元软件NASTRAN,实现了基于影响系数法的刚性转子双面动平衡及无试重动平衡的有限元仿真;(3)根据软支承动平衡机不平衡响应试验测试数据,运用基于响应面的有限元模型修正方法对软支承动平衡机有限元模型进行了幅值修正,获得了转子不平衡响应仿真值与试验值比较接近的有限元模型。(4)根据软支承动平衡机转子两端的一组不平衡响应信号,根据影响系数法,结合有限元模型,求解出动平衡机上刚性转子应加的平衡配重,实现了一次开机完成动平衡的过程。并对修正前后的有限元模型的求解结果进行了实验对比,验证了有限元模型修正技术运用于转子动平衡过程的可行性。

关键词：软支承动平衡机影响系数法有限元法模型修正不平衡响应无试重动平衡

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遗传算法在转子—轴承系统参数识别中的应用

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机械强度 2004年第1期26卷 6-9页

作者：应光耀郑水英刘淑莲浙江大学化工机械研究所杭州310027

介绍在外电磁激励力作用下的转子不平衡参数识别方程 ,并引入遗传算法来解决参数识别问题 ,从理论上分析利用遗传算法的必要性。结合参数识别方程 ,详细论述遗传算法具体应用内容 ,并改进遗传算子。通过求解病态参数识别方程的算例。

关键词：转子-轴承系统参数识别遗传算法振动无试重动平衡

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