基于復(fù)數(shù)坐標(biāo)復(fù)雜軸系動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、現(xiàn)代航空、船舶等動(dòng)力設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多轉(zhuǎn)子部件之間相互耦合并且受到復(fù)雜的內(nèi)外源激勵(lì)力作用,對(duì)于這種多轉(zhuǎn)子耦合軸系,目前的計(jì)算分析方法尚不成熟。對(duì)于含有行星輪的多轉(zhuǎn)子軸系,以往基于單節(jié)點(diǎn)的集中質(zhì)量模型和基于商業(yè)有限元軟件的分析方法具有較大的局限性。鑒于此,針對(duì)多轉(zhuǎn)子耦合軸系,本文建立了基于復(fù)數(shù)空間的軸系動(dòng)力學(xué)和瞬態(tài)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,并給出了軸系動(dòng)力學(xué)特性和響應(yīng)的分析方法。最后,建立了行星減速軸系動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)給出了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的計(jì)算分析方

2、法,并研究了軸系的動(dòng)力學(xué)特性。
　　基于有限單元法建立了復(fù)數(shù)空間下耦合軸系動(dòng)力學(xué)模型和彈性輪盤動(dòng)力學(xué)模型,針對(duì)輪盤-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析了輪盤厚度變化對(duì)系統(tǒng)特性的影響。分析結(jié)果表明:彈性輪盤結(jié)構(gòu)系統(tǒng)存在輪盤-轉(zhuǎn)子耦合模態(tài);同時(shí)隨著輪盤厚度的減小,輪盤的局部模態(tài)增強(qiáng)。此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了對(duì)稱和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性計(jì)算分析方法,針對(duì)工程實(shí)際中形成的有限元模型維數(shù)巨大,給出了Guyan自由度減縮方法;并研究了不同主從自由度選取原則和數(shù)目對(duì)系統(tǒng)特

3、性的影響,為工程實(shí)際中Guyan減縮方法主從自由度的選取提供指導(dǎo)。研究表明:Guyan自由度減縮能顯著提高計(jì)算效率;保留支承節(jié)點(diǎn)、浮動(dòng)環(huán)和密封結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點(diǎn)、附加參數(shù)節(jié)點(diǎn)、連接部分相關(guān)節(jié)點(diǎn)、工程關(guān)心的區(qū)域和輸出節(jié)點(diǎn)為主自由度,此時(shí)自由度減縮能同時(shí)兼顧計(jì)算精度和計(jì)算效率。
　　在Jeffcott轉(zhuǎn)子瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)上給出了多自由度系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)模型和分析方法,針對(duì)某汽輪發(fā)電機(jī)組軸系,分析了不同角加速度下軸系的瞬態(tài)響應(yīng)。分析表明:隨著