裂纹转子的振动分析建模与研究

摘要

裂纹转子的建模、振动分析以及重点介绍的裂纹识别不同方法是该文的研究中心.作为结构的基本单元,首先建立有裂纹梁的模型并有多种方法分析其响应;然后基于各种不同的模型对有裂纹梁的特征和状态以及有裂纹转子的振动分析进行了详细的研究,着重于裂纹识别方面.在分析有裂纹梁时,首先从理论上建立了非转动轴固有频率变化与浅裂纹轴向位置的函数关系,并将其应用到一个裂纹识别问题.为进一步研究非转动裂纹转子,一个神经网络技术表决的方法被用来进行故障诊断.这个方法同时使用频率响应函数和模态数据进行故障识别.这个方法为一个分成五部分的悬臂梁的仿真数据所验证.提出了一个用线性角度耦合自由度分析弯曲时有裂纹转轴-柔性轴承系统振动的模型.用基于稳态下角动量变化的矢量方法导出了运动方程,产生了一个线性的时间恒定系统.通过在低转速时运动匹配轴和轴承的自由度,并将裂纹模拟为外力,将轴和轴承简化为等效的连接的复合弹簧.因此通过用大参数约束系统得到转轴和轴颈的动静响应.通过分析证实了用来研究浅裂纹轴和轴承系统的复合反应的模型的可行性,作为裂纹探测的探索,研究了频率和功率谱特征.另一个创新点是:作为一个特例,建立了一个考虑平行和垂直于裂纹的刚度变化的二维模型.非线性的有裂纹的转轴的模型考虑了无重力情况下平行及垂直于裂纹方向的轴的弱化.系统方程具有不连续性,并且应用新的数值解法导致了分叉和混沌.