基于三维有限元模型对裂纹非对称转子振动及裂纹扩展控制研究

摘要

针对裂纹非对称转子的振动问题,运用非线性接触单元法建立了裂纹非对称转子的三维有限元模型,并采用自由界面模态综合法对模型进行降阶来缩短计算时间。通过仿真分析了相关参数的变化对主共振不稳定区域及不同裂纹位置对转子的振动特性变化等的影响,结果表明裂纹的出现会影响转子的共振频率及不稳定区域范围。同时采用模糊PID控制电磁执行器(EMA)实现对该转子系统振动的主动控制。其次,基于转子动力学理论及提出的裂纹开闭映射法研究了转速、不均匀质量和非对称转子的扁平性等参数变化对转子裂纹开闭特性的影响,提出了有效延缓裂纹扩展的方法。通过实验,利用EMA可对裂纹转子的振动及裂纹呼吸效应等均具有抑制效果,验证了控制方法的有效性。