磁悬浮转子系统减振阻尼器研究

摘要

本文主要对用于磁悬浮转子系统减振的鼠笼弹支—金属橡胶阻尼器进行了设计研究。磁悬浮转子系统因自身刚度阻尼相对较小,存在振动抑制能力差的问题,将系统支承在能够提供附加刚度和阻尼的鼠笼弹支—金属橡胶阻尼器上,则可有效改善系统的振动抑制能力。主要内容如下:
　　首先,分析了金属橡胶的阻尼减振机理,并结合原有磁悬浮转子系统试验台结构尺寸以及系统动态性能的需要,完成了阻尼器各组件的结构设计及加工。
　　其次,研究了磁悬浮轴承转子系统在不同阻尼下的不平衡响应,并初步探究了阻尼器不同阻尼对转子减振效果的影响。基于ANSYS Workbench的Exploration优化模块,以支承在阻尼器上转子系统的不平衡响应作为目标函数,完成了阻尼器的刚度和阻尼参数优化。另外,利用传递矩阵法分析了引入阻尼器前后转子的不平衡响应,并与有限元法所得结果进行了对比。
　　然后,根据优化得出的阻尼器最佳刚度值,对鼠笼弹支和金属橡胶的刚度进行分配,并基于ANSYS Workbench的静力学分析模块完成鼠笼弹支的结构设计。
　　最后,对引入阻尼器前后的转子系统分别进行试验模态分析以及稳态和瞬态不平衡响应试验。由于磁悬浮轴承刚度、阻尼难以准确测量,在仿真时取其各路刚度相同,而实际各路刚度值偏差较大,使最终试验结果与仿真结果未能保持一致性。但对比试验结果仍可发现,鼠笼弹支—金属橡胶阻尼器的引入增大了转子系统的模态阻尼比,有效降低了转子通过一弯临界转速时的振动位移,使转子振动特性得到有效改善。

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注释表

缩略词

绪论第一章

1.1 高速柔性转子振动控制

1.2 磁悬浮转子系统

1.3 金属橡胶阻尼器

1.4 本课题的提出

1.5 本课题的目标与意义

1.6 论文内容安排

金属橡胶力学建模及试验台结构设计第二章

2.1 引言

2.2 金属橡胶的特点

2.3 金属橡胶典型力学模型

2.4 鼠笼弹支—金属橡胶阻尼器支承磁悬浮转子系统结构

2.5 本章小结

弹支—阻尼器支承转子系统动力学分析第三章

3.1 引言

3.2 ANSYS转子动力学分析功能介绍

3.3 磁悬浮转子系统动态特性分析

3.4 支承在阻尼器上的转子系统动态特性分析

3.5 鼠笼弹支—金属橡胶阻尼器刚度和阻尼参数优化

3.6 基于传递矩阵法的转子系统不平衡响应分析

3.7 本章小结

鼠笼弹性支承结构设计第四章

4.1 引言

4.2 鼠笼弹性支承刚度计算方法

4.3 鼠笼刚度及结构设计

4.4 本章小结

鼠笼弹支—金属橡胶阻尼器试验研究第五章

5.1 引言

5.2 磁悬浮转子系统试验研究

5.3 鼠笼弹支—金属橡胶阻尼器支承磁悬浮轴承转子试验台试验研究

5.4 本章小结

总结与展望第六章

6.1 本文主要工作总结

6.2 存在的问题及研究工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文