舰船燃气轮机转子支撑系统动力学特性研究

摘要

现代舰船燃气轮机由于运行的需要,其工作转速往往都在转子系统的刚体模态甚至弯曲模态的临界转速以上,在接近和通过临界转速时,转子及其支撑部件将产生剧烈的振动,这就对转子支撑系统的振动控制能力提出了苛刻的要求。弹性支撑加挤压油膜阻尼器的组合支撑结构是目前发动机行业内广泛采用的一种减振方式,它的特点是减振效果明显、结构简单、可靠性较高且具有一定的调频能力。因此对鼠笼弹性支撑-挤压油膜阻尼器进行研究具有重要现实意义,本文结合理论和试验分析了弹性支撑-挤压油膜阻尼器的刚度和阻尼特性,并研究了其对转子系统的动力特性影响。
　　首先,本文运用参数公式和有限元法对鼠笼式弹性支撑的刚度特性进行了理论分析,结合试验研究获得了刚度特性随鼠笼结构参数变化的基本规律,并分析了笼条根部倒圆角等因素对鼠笼刚度的影响,验证了有限元分析方法的准确性,得到了修正的参数化计算公式。
　　然后,推导了挤压油膜阻尼器的Reynolds方程,建立了基于短轴承假设下的油膜力模型及动力学参数计算公式,并基于脉冲激励法对挤压油膜阻尼器的动力学特性系数进行试验测试,得到了阻尼系数随挤压油膜阻尼器设计参数变化的基本规律,研究了挤压油膜阻尼器的阻尼特性。
　　最后,在前面研究的基础上,开发了挤压油膜阻尼器油膜力的计算程序,建立了鼠笼弹性支撑-挤压油膜阻尼器-轴承-转子系统的动力学模型,利用Newmark数值解法仿真计算了转子-支撑系统的动力学特性,得到了鼠笼弹性支撑改变转子系统临界转速的规律和挤压油膜阻尼器对转子系统的减振特性;并结合试验研究了挤压油膜阻尼器油膜半径间隙和残余不平衡量的大小对鼠笼弹性支撑-挤压油膜阻尼器-转子系统动力特性的影响规律。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 挤压油膜阻尼器的研究现状

1.3 挤压油膜阻尼器-转子系统的研究现状

1.4 本文研究的思路及主要内容

第二章 鼠笼式弹性支撑的刚度特性研究

2.1 鼠笼式弹性支撑刚度理论计算

2.2 鼠笼式弹性支撑刚度试验研究

2.3 结构参数对鼠笼刚度特性的影响分析

2.4 本章小结

第三章 挤压油膜阻尼器阻尼特性研究

3.1 挤压油膜阻尼器工作原理

3.2 挤压油膜阻尼器的理论基础

3.3 挤压油膜阻尼器阻尼特性试验研究

3.4 挤压油膜阻尼器主要设计参数对阻尼特性影响分析

3.5 挤压油膜阻尼器阻尼特性试验结果误差分析

3.6 本章小结

第四章 鼠笼-挤压油膜阻尼器-转子系统动力特性仿真分析

4.1引言

4.2 鼠笼-挤压油膜阻尼器-转子系统建模

4.3 鼠笼-挤压油膜阻尼器-转子系统的临界转速特性仿真计算

4.4 鼠笼-挤压油膜阻尼器-转子系统的响应特性仿真与分析

4.5 本章小结

第五章 鼠笼-挤压油膜阻尼器-转子系统动力特性试验研究

5.1 模型转子-支撑系统动力学特性试验台

5.2 鼠笼-挤压油膜阻尼器-转子系统响应特性试验研究

5.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文

附录