裂紋轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動力學(xué)特性研究.pdf

1、高轉(zhuǎn)速、大功率、柔性轉(zhuǎn)子是近年來高速旋轉(zhuǎn)機械的發(fā)展趨勢，它在提高性能的同時也使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)承載了更高的應(yīng)力，這對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的設(shè)計和制造提出了更高的要求。然而即使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)經(jīng)過非常完善的設(shè)計開發(fā)，在某些部分也會引起局部的應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子裂紋的產(chǎn)生與擴展。如果這些故障沒有及時的發(fā)現(xiàn)，將會導(dǎo)致嚴重的事故甚至?xí)a(chǎn)生災(zāi)難性的后果。因而研究裂紋轉(zhuǎn)子故障對實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機械的狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)報意義重大。
　　本文主要基于有限元理論，建立了含斜裂紋、直裂紋和

2、半拋物線斜裂紋的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型，研究了在彈性支承和油膜支承下一個單跨雙盤轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)在不同裂紋參數(shù)下的動力學(xué)響應(yīng)。首先基于斷裂力學(xué)理論及Castingliano定理，分析推導(dǎo)了直裂紋、斜裂紋以及半拋物線斜裂紋柔度計算公式以及裂紋單元的有限元矩陣，并建立單跨雙盤轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)有限元方程。利用應(yīng)力強度因子為零法來模擬裂紋的呼吸效應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上跟文獻裂紋柔度進行了對比驗證，說明本文裂紋推導(dǎo)的正確性。
　　其次，以文獻單盤Jeff

3、cott轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象，跟文獻不同裂紋開閉線下柔度曲線進行了對比，并在定裂紋深度和不同裂紋深度下研究了直裂紋、斜裂紋和半拋物線斜裂紋的剛度特性變化規(guī)律。在剛性支承下研究了不同裂紋位置和不同裂紋深度下Jeffcott轉(zhuǎn)子系統(tǒng)固有特性變化規(guī)律，并在定轉(zhuǎn)速下研究了分別在偏心激勵和偏心和扭轉(zhuǎn)激勵作用下系統(tǒng)直裂紋、斜裂紋和半拋物線斜裂紋的響應(yīng)特性。
　　最后，分別研究了單跨雙盤直裂紋、斜裂紋和半拋物線斜裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，在彈性支撐下研究了兩