径向弹性阻尼保护轴承阻尼器的动态特性研究

摘要

本文对一新型保护轴承弹性阻尼器的动态特性进行了研究。利用转子动力学的研究方法及有关理论为磁悬浮轴承高速转子跌落到保护轴承上自由落体和碰撞冲击的过程建立了数学模型,并以此模型为基础,运用ADAMS动力学分析软件,建立了高速转子在不同转速下分别跌落在装有径向保护轴承弹性阻尼器和没有径向保护轴承弹性阻尼器的模型,并对上述两种状态分别在24000r/min,12000r/min和6000r/min进了跌落仿真分析。理论上证实了磁悬浮保护轴承与转子之间安装径向保护轴承弹性阻尼器可以减小高速转子跌落对保护轴承的冲击。在给定保护轴承刚度、阻尼参数的情况下,对保护轴承弹性阻尼器刚度、阻尼参数进行了优化,间接得出了该径向保护轴承弹性阻尼器的材料特性,为利用金属橡胶做为保护轴承弹性阻尼器的材料的选择做了理论支持。
　　 本文首次运用ADAMS对磁悬浮高速转子跌落到保护轴承的过程进行建模、仿真和优化分析,并研制了金属橡胶材料保护轴承弹性阻尼器,为在磁悬浮跌落试验台上进行跌落试验分析,以及新型保护轴承弹性阻尼器的设计提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 磁悬浮轴承技术

1.1.1 磁悬浮轴承发展

1.1.2 磁悬浮轴承的基本原理

1.2 论文的研究背景

1.2.1 本文研究的目的

1.2.2 磁悬浮保护轴承国内外研究现状分析

1.3 保护轴承径向弹性阻尼器

1.3.1 几种保护轴承径向弹性阻尼器结构形式

1.3.2 金属橡胶径向弹性阻尼器

1.4 论文的主要工作和章节安排

1.4.1 论文的主要工作

1.4.2 章节安排

第二章 金属橡胶弹性阻尼器的设计

2.1 金属橡胶阻尼和振动特性分析

2.1.1 金属橡胶材料阻尼特性分析

2.1.2 金属橡胶材料振动特性分析

2.2 弹性阻尼器支承原理

2.2.1 保护轴承弹性阻尼器设计原理

2.2.2 弹性阻尼器保护轴承转子支承的总装配图

2.2.3 转子的设计参数

2.2.4 保护轴承弹性阻尼器设计与安装

2.3 本章小结

第三章 高速磁悬浮轴承转子系统跌落模型

3.1 高速转子自由跌落到保护轴承瞬间数学模型

3.2 转子与保护轴承内圈冲击接触数学模型

3.3 接触碰撞的等效弹簧阻尼模型

3.4 基于罚函数法的接触碰撞力数值算法

3.5 本章小结

第四章 磁悬浮转子跌落模型仿真

4.1 ADAMS虚拟样机碰撞仿真理论简介

4.2 转子跌落仿真建模

4.2.1 参考框架与坐标系

4.2.2 转子支承系统建模

4.3 转子跌落特性的计算与分析

4.3.1 转子不平衡量对转子跌落的影响

4.3.2 保护轴承支承状态对转子跌落特性的影响

4.4 保护轴承弹性阻尼器刚度和阻尼的研究

4.4.1 弹性阻尼器两种安装位置对比计算

4.4.2 安装阻尼器与不安装阻尼器对比计算

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 对进一步工作的展望

参考文献

致谢

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