基于粘滯阻尼器及調(diào)諧阻尼器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)控制研究.pdf

1、轉(zhuǎn)子是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，機(jī)器可能由于不平衡、碰摩、不對(duì)中、油膜渦動(dòng)等故障引起不同程度的振動(dòng)。而如何采取有效措施降低轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)，已成為控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文在傳統(tǒng)的阻尼減振技術(shù)基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)了一種具有高效減振效果的新型剪切式粘滯阻尼器，并引入到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中對(duì)不同故障引起的振動(dòng)進(jìn)行被動(dòng)控制研究。在被動(dòng)阻尼減振研究基礎(chǔ)上，針對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡下的高頻振動(dòng)，設(shè)計(jì)了半主動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(STMD)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)進(jìn)行在線

2、控制研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴理論分析了粘滯性阻尼器的減振特性，并建立了本文所設(shè)計(jì)的用于轉(zhuǎn)子的新型剪切式粘滯阻尼器的力學(xué)模型。⑵探討粘滯阻尼器控制轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)。研究其對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡減振的機(jī)理，建立了單跨及雙跨轉(zhuǎn)子振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，有限元仿真并試驗(yàn)探究了該粘滯阻尼器對(duì)單跨轉(zhuǎn)子及雙跨轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡振動(dòng)的減振特性。⑶研究粘滯阻尼器抑制轉(zhuǎn)子碰摩振動(dòng)。采用有限元法理論研究該阻尼器對(duì)一個(gè)支撐在滑動(dòng)軸承上的單跨碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的抑振作用，在理論分

3、析基礎(chǔ)上并設(shè)計(jì)相應(yīng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。仿真計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果表明，該阻尼器可以有效消減碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復(fù)雜的高頻振動(dòng)。⑷研究粘滯阻尼器抑制轉(zhuǎn)子不對(duì)中振動(dòng)。利用有限元方法分析討論了該剪切粘滯阻尼器對(duì)不對(duì)中振動(dòng)響應(yīng)的抑制作用，并設(shè)計(jì)相應(yīng)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。仿真計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果表明，該阻尼器能對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不對(duì)中故障的振動(dòng)進(jìn)行很好的控制，一定程度改善整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。⑸研究粘滯阻尼器抑制齒輪軸系振動(dòng)。針對(duì)齒輪軸系較為復(fù)雜的振動(dòng)與噪聲特性，將所設(shè)計(jì)的粘滯阻尼器作

4、用于齒輪軸以達(dá)到減振的目的。搭建不同的齒輪減振試驗(yàn)臺(tái)，驗(yàn)證該粘滯阻尼器的減振特性，為齒輪軸系減振提供一種新方法。⑹理論研究了調(diào)諧質(zhì)量阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制機(jī)理，推導(dǎo)了被控主系統(tǒng)安裝TMD前后的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。利用MATLAB模擬仿真，討論了TMD質(zhì)量比、頻率比等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)減振效果的影響。在此基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)了適合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)用的新型籠式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，采用有限元法及搭建了振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)研究其結(jié)構(gòu)特性。⑺將新型籠式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器應(yīng)用到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了基