裂纹转子

摘要： 在旋转机械中转子因高速运转、承受变周期及交变载荷的影响,容易导致其裂纹的萌生与扩展等问题。本文考虑具有裂纹的水平支撑非线性转子系统模型及动力学方程,推导了裂纹转子的能量表达式,引入能量空间概念,提出了振动能量空间分析方法,研究了不同临界转速区域能量空间的转子振动特性;基于提出的能量轨道概念,在能量FFT和轨道畸变中比较不同裂纹参数和非线性参数对系统振动特性的影响;相关实验验证了裂纹转子的能量FFT和能量轨道。研究结果表明:裂纹转子的能量FFT和轨道畸变能够诊断转子的裂纹故障,为分析裂纹转子系统振动响应和故障诊断提供了一种方法。

摘要： 本文对已出现裂纹的磁悬浮双转子系统的动态响应进行研究.首先建立由三个主动磁悬浮轴承和一个机械中介轴承支承的双转子系统结构模型;采用PID控制策略,并运用有限元法建立了带有横向呼吸裂纹的双转子系统动力学模型;最后通过Newmark-β法得到系统的稳态不平衡响应,分析了不同裂纹情况下系统的频率响应以及控制参数对系统动态特性的影响.结果表明,裂纹除了能激发转子的旋转频率外,还能激发内、外转子的高阶谐波和叠加频率,且频率分量与裂纹的位置有关;当控制参数在一定范围内时,内转子裂纹能激发系统的一阶后向涡动频率.

摘要： 针对传统裂纹转子故障检测方法精度低、适应能力差、严重依赖人工经验的缺点,提出了一种基于深度卷积神经网络的耦合故障检测方法,实现对转子多种耦合故障的自动端到端检测;结合准确的裂纹转子数值模型对方法进行验证,在算例中同时考虑了裂纹位置、裂纹深度和不平衡量3种故障检测任务,检测精度分别为0.899、0.923、0.997,显著高于其它机器学习方法.同时讨论了转速工况和学习样本对神经网络检测性能的影响.建立的方法摆脱了传统机理方法对信号处理技巧的依赖,可以实现可测振动信号到多种故障特征的直接映射,同时检测精度高,具备自动适应变工况的能力.

摘要： 对于钢铁企业的汽轮机发展而言,转子起着决定性的影响作用,主要通过转子自身运动时所产生的离心力来实现热力的不断输送,通常情况下,转子需要在周围环境的影响下保持连续不断的运行状态,还需要将温度控制在平均温度之上.在转子的实际运行过程中,由于外界环境的干扰和转子本身运作的特点,使其逐渐形成裂缝,从而形成影响后期质量的危险因素,最终产生故障而拖延整个机组的顺利完成,对企业职工的生命财产安全也形成较大的威胁.本文结合笔者多年维护工作经验对考虑汽轮机汽流激振时裂纹转子的振动特性进行研究,仅供参考.

摘要： 针对裂纹转子振动位移信号不平稳、非线性,故障特征难提取,且在故障初期缺少对样本的收集和整理等问题,提出了一种基于VMD(Variational Mode Decomposition-变分模态分解)和AR(Auto Regressive-自回归)模型的转子裂纹故障诊断方法。采用VMD方法对转子位移信号处理,得到若干个平稳的本征模态函数(Intrinsic Mode Function),再分别对每个IMF分量建立AR模型,利用最小二乘法计算模型参数和残差的方差,将模型参数和残差的方差作为系统状态特征向量,建立马氏距离(Mahalanobis distance)判别函数,通过设置相应加权参数得到综合距离来实现裂纹故障诊断。最后采用VMD和AR方法进行了转子裂纹故障的诊断实验,实验结果表明,基于VMD和AR模型诊断转子裂纹故障是可行和有效的,克服了AR模型在诊断转子裂纹故障的不足。

摘要： 针对一类含裂纹的转子动力学特性及其参数识别,本文选取裂纹转子刚度模型——中性轴模型,提出适用于对中性轴模型的裂纹转子运动微分方程的求解方法,并研究了裂纹转子系统参数对动力学的影响.然后,采用反向求解思路,用龙格-库塔法拆分迭代裂纹转子运动微分方程,通过平均值法确定基因算法中的适应度函数,从而实现裂纹转子参数识别问题向求解动力学响应差异值最小化的最值优化问题的转化,最终使用基因算法对最值优化问题求解,并通过算例对该方法进行了验证,实现了低于0.6％相对误差的裂纹转子参数识别.

摘要： 针对于假设裂纹深度不变的裂纹转子模型,本文在现有Jeffcott转子模型基础上加入裂纹扩展变量,得到一个时变裂纹转子模型,对其进行动力学分析与断裂力学分析,采用数值计算方法得到其动态特性,并于固定裂纹深度相对比;数据结果表明,在亚临界转速下,裂纹转子响应中出现1X、2X、3X等频率分量,并出现分数次共振现象;在临界转速与超临界转速下裂纹转子响应基本只有1X分量构成;这些分析有助于裂纹转子的在线检测与寿命预测.%For the cracked rotor model on the assumption that the crack depth is constant. Based on the existing model, and filled with crack propagation variables.Then we get a time-varying model of cracked rotor. The analysis of dynamics and fracture mechanics analysis of the numerical calculation method was used to get the model's dynamic characteristics, so we can compare it with the fixed crack depth. Data shows that in the sub critical speed1 X, 2 X, 3 X and other frequency components appear in the response of the cracked rotor, and the emergence of fractional resonance phenomenon.In the critical rotate speed and supercritical speed response of cracked rotor basically only 1 X component. These analyses are helpful to the on-line detection and life prediction of cracked rotor.

摘要： 转子出现裂纹时,切向刚度的变化对动力学响应有非常大的影响,为探明振动响应的改变规律,研究油膜力作用下不对称裂纹轴承转子系统的动力学行为.首先建立系统的动力学模型,其次采用数值积分法求解系统的非线性振动响应,综合利用分岔图、Pioncare截面图、时间响应图分析裂纹角和裂纹深度对系统运动状态的影响.研究表明:在亚临界转速区域内,裂纹角和裂纹深度对系统的振动响应影响不大;在超临界转速区域,裂纹疲劳损伤对系统的非线性响应影响较大,低周期、高周期、拟周期以及混沌振动响应交替出现.%As is well-known,if a rotor has a crack,the change of tangential stiffness has great influence on the dynamic response.In order to investigate the change rule of vibration response,the dynamical model of cracked rotor with asymmetric bearing is built,which is submitted to the oilfilm force.By employing numerical integration method,the nonlinear vibration response of the system is obtained.Furthermore,how the crack angle and crack depth impact on the motion of the system are analyzed in detail by synthetically applying bifurcation diagrams,Poincare diagrams and time response figures.The results demonstrate that,in the subcritical speed range,the crack angle and crack depth have little effect on the vibration response of the system;in the supercritical speed region,the crack fatigue damage has great influence on the nonlinear response of the system,mainly,the low-period,high-period,quasi-periodic and chaotic vibration response appear alternately.

摘要： 本文针对裂纹转子故障诊断问题,综述了近年来国内外裂纹模型和裂纹转子系统动力学模型的主要研究成果.首先,阐明了研究裂纹转子系统动力学模型的必要性,然后介绍了裂纹模型和裂纹转子动力学模型的发展历程和应用现状,并对分数阶微积分作为一个新的方法应用于裂纹转子系统动力学建模进行了描述.最后对裂纹转子系统动力学模型的发展趋势进行了说明和展望.

摘要： 裂纹转子旋转过程中,由于裂纹的非线性开/合行为导致转子刚度的变化,进而导致转子复杂的非线性振动特性.本文研究存在横向表面裂纹转子的纵-弯-扭耦合振动建模,并对裂纹引发的转子变刚度特性进行综合分析.转子建模采用欧拉梁单元模型,并考虑了轴向力、截面剪力、弯矩以及扭矩作用下转子运动的六个方向的自由度.裂纹单元的刚度矩阵采用柔度系数法导出,而柔度系数则由应变能理论求得.在此基础上,对一些影响裂纹转子刚度变化的主要因素如裂纹深度,梁单元长度等进行了数值分析.所得研究结果,有助于理解和揭示具有横向表面裂纹转子的非线性振动响应特性.

摘要： 本文以单盘裂纹转子为研究对象，在转子实验台上模拟了大型旋转机械转子系统的无裂纹轴与有裂纹轴的振动过程。根据转子裂纹故障振动信号的分形特征，对试验数据进行了分形盒维数的研究计算。结果表明：浅裂纹轴在转速较低时，其轴心轨迹的分形盒维数与无裂纹轴很接近；随着转速的升高，其振动信号的分维数明显增加：径向裂纹对转轴振动影响不大，轴向裂纹转轴振动影响明显。因此，分形盒维数对于裂纹转字的故障诊断有较好的区分度。

摘要： 运用商业通用有限元软件abaqus对裂纹转子的运动特性进行了分析和比较。通过仿真得到在固支和油膜力支撑条件下，不同转速下，转子的运动特性，并进行了比较，为理论分析转子动力学行为提供了一条更为直观和方便途径。

摘要： 将经验模式分解引入到裂纹转子故障诊断.首先介绍了经验模式分解的原理,阐述了裂纹转子故障的机理,然后借助短时傅立叶变换,运用经验模式分解对模拟裂纹信号进行了分析,总结了裂纹转子故障信号的特征.本文的研究为裂纹转子故障诊断提供了一种新的有效方法.

摘要： 在裂纹转子非线性动力学特性分析中考虑了非线性油膜力的影响,在此基础上建立了单盘Jeffcott裂纹转子的非线性动力学模型,裂纹模型采用非线性涡动模型,非线性油膜力通过数据库方法获得.利用数值计算方法分析了裂纹转子系统随转速w/w、相对刚度减小量Δ等参数变化的动力学特性和动力学行为.结果表明:在非线性油膜力的作用下,Δ较小时,响应中出现不可公约的谐波分量导致系统在亚临界转速区出现概周期运动,Δ较大时,系统产生丰富的非线性动力学行为;在不同转速下,系统出现多种形式的周期运动、分岔、概周期运动和混沌运动.

摘要： 本文讨论了三维空间中粒子集群运动的动力学机制,在三维Vicsek模型中引入粒子的视野角的,试图寻找系统存在最佳视野角使系统最快的达到同步.发现了这个最佳视野角,并研究了在热力学极限下,最佳视野角与系统粒子密度和初始速度之间的关系,给出了定量的分析.并利用序参量对系统从集体无序到集体有序这一集体行为进行刻画,对相关的临界现象进行了分析.本文的发现对多粒子集群运动的控制和测量较好的建议.

摘要： 发电机产生的电磁力矩作为驱动源,建立了双质量裂纹转子扭振参强激励系统的数学模型,应用多尺度法,得到参强激励下的1/2亚谐-主参数共振的一次近似解以及对应的定常解,给出局部分岔集及分岔图形.

摘要： 对轴中央含有横向裂纹的Jeffcott转子系统,在转子试验台上进行了非线性动力学特性的模拟实验.通过对比裂纹轴与完好轴在不同转速时的振动特征可以看出,裂纹轴的临界转速有明显降低,而且二阶和高阶频率成分在系统通过1/2临界转速时变得非常明显,在亚临界转速区,轴心轨迹出现明显的双环形结构.这些与理论分析的结果定性相符.

摘要： 对裂纹转子进行理论分析,总结该类故障的典型特征,对于准确诊断该类故障,预防机组恶性事故的发生,具有重要的工程意义.本文建立了非线性转子-轴承系统数学模型,采用数值积分方法得到系统在某一转速下有裂纹和无裂纹情况下的时域波形、频谱、轴心轨迹及庞加莱映射,分析结果表明转子在有裂纹产生以后,系统处于不稳定的概周期运行状态;而相同条件下无裂纹的系统处于稳定的运行状态,分析结果为该类系统的故障诊断提供理论参考.

摘要： 本发明公开了一种基于振动特征信息的高中压转子裂纹识别方法，包括以下步骤：1)在高中压转子冷态启动前及热态停机后，当高中压转子的晃度大于等于预设转子裂纹阈值时，则转至步骤2)；2)提取冷态启动和热态停机过程中高中压转子的振动特征值，再根据提取出的高中压转子的振动特征值初步判断高中压转子是否出现裂纹；3)对运行过程中高中压转子的振动特征进行趋势分析及频谱分析，以复核高中压转子是否存在裂纹；4)对变主蒸汽温度及主蒸汽压力试验中的高中压转子振动进行测试，根据变参数试验中高中压转子的振动特征值判断高中压转子是否出现裂纹，该方法能够及时、准确的识别高中压转子的裂纹。

摘要： 本发明公开了一种基于叶端位移‑位移传递比的转子叶片裂纹损伤识别方法，其中，在不同转速工况下对三维模型进行模态分析，提取位移测点的位移振型，计算共振状态下叶端两位移测点的位移‑位移传递比；确定叶端定时传感器数目、弦向安装位置和周向安装角度；安装叶端定时传感器并在不同转速工况下开展旋转实验，利用叶端定时传感器获取转子叶片叶端位移测点的位移振幅测量值，基于转子叶片几何关系对测量值进行修正并获取位移振幅真实值；计算待测叶片在旋转工况下位移‑位移传递比，通过监测转子叶片在单模态共振状态下位移‑位移传递比值，并与数据库中传递比基准值进行比较，判断转子叶片是否发生裂纹损伤。

摘要： 公开了一种基于位移‑应变传递比的转子叶片裂纹损伤识别方法，方法中，建立转子叶片的三维模型，在不同转速工况下对三维模型进行模态分析，提取位移测点的位移振型以及应变测点的应变振型，确定叶端定时传感器弦向安装位置和周向安装角度以修正叶片叶端实测振幅值；确定应变片的安装位置与安装方向；利用已安装的应变片获取应变测点安装方向的应变信号，对应变信号进行快速傅里叶变换，提取应变信号在转子叶片共振点处的应变振幅；计算待测转子叶片在单模态共振状态下的位移‑应变传递比，通过监测转子叶片在单模态共振状态下位移‑应变传递比值，并与数据库中相同工况下叶片位移‑应变传递比基准值进行比较，判断转子叶片是否发生裂纹损伤。

摘要： 公开了一种基于应变‑应变传递比的转子叶片裂纹损伤识别方法，方法中，基于三维模型，在叶片最大应力区附近布置两个应变片作为测点，确定应变片安装方向；在不同转速工况下对三维模型进行模态分析，提取测点的应变振型，计算叶片共振状态下两测点的应变‑应变传递比，将其比值作为正常无损伤叶片应变‑应变传递比基准值K，建立不同转速工况下K值数据库；工作条件下，在真实转子叶片上布置两个应变片，安装位置与三维模型中的位置一致，并测量应变信号；对应变信号进行快速傅里叶变换，获得工作条件下应变‑应变传递比值；监测转子叶片在单模态共振状态下应变‑应变传递比值，并与K值数据库中基准值进行比较，判断叶片是否发生裂纹损伤。

摘要： 本发明公开了一种中压转子裂纹修复方法和系统，涉及裂纹修复领域，包括获取所有靠背轮螺栓孔直径和液压螺栓衬套直径，获取中压转子凸止口外径尺寸，利用光谱对裂纹位置的材料、成分和硬度进行检测，利用大车将止口部位裂纹进行车削，采用红套斯必克环方案进行修复；本发明能够在较短的时间内完成中压转子修复，省时节力，解决了传统裂纹修复流程较为繁琐的问题，通过对中压转子进行红套斯必克环处理，从而显著改善中压转子焊接表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性，且对此区域进行热处理，利用红外加热的方式，以此消除焊接残余应力作用；并最终对中压转子做动平衡，并通过配重消除不平衡分量，以此能确保高中对轮止口配合间隙的精准度。

摘要： 本发明公开了一种转子横向裂纹系统的有限元仿真与故障诊断方法，包括以下步骤：建立转子横向裂纹系统的有限元模型，获得系统的运动方程；利用数值积分方法计算系统的动态响应，模拟实际运行工况的振动信号；对系统振动响应信号加入白噪声模拟实际信号，利用CYCBD对信号进行降噪处理，对降噪后的信号进行Teager能量包络谱分析，实现转子裂纹的故障诊断。本发明能够更有效、更准确的模拟转子裂纹故障，解决了搭建实验平台成本高、不能准确的模拟实际运行工况以及实验采集故障样本数据少等问题，同时，提供了一种结合CYCBD与Teager能量包络谱分析的转子横向裂纹故障诊断方法，能较好的实现裂纹故障的诊断。

摘要： 本发明公开了一种汽轮机转子裂纹扩展寿命的监控装置及系统，具体涉及汽轮机监控技术领域，包括支撑底架，所述支撑底架设有对称分布的两个，两个所述支撑底架的顶端分别设有第一环框和第二环框，所述第一环框和第二环框之间设有转动组件，本发明，通过设置多个探伤检测探头，配合使用转动组件和移驱组件，对汽轮机转子的不同深度、不同水平位置进行探伤检测并监控，并配合移驱外架以第一环框的轴线位置进行转动，带动不同位置的多个探伤检测探头以汽轮机转子的轴线位置进行转动，从而不用驱动汽轮机转子转动，便可对汽轮机转子进行转动式全面探伤检测并监控，有效提升了汽轮机转子的探伤检测、监控效率。

摘要： 本发明实施例提供了一种转子支架的裂纹分析方法及装置，所述转子支架的裂纹分析方法包括：建立运行工况下的发电机转子支架模型；基于运行工况自动为所述发电机转子支架模型调节载荷，并确定在载荷的变化下所述发电机转子支架模型的应力变化；至少基于所述发电机转子支架模型的应力变化对所述发电机转子支架模型进行分析，确定会使实际发电机转子支架产生裂纹的原因。本发明实施例的转子支架的裂纹分析方法能够根据实际转子运行情况而准确分析判断出发电机转子支架裂纹产生的成因，且过程简单方便，易于实施。

摘要： 本发明公开了涉及基于振动信号的转子径向裂纹故障识别方法及识别系统，包括：S1：对转子进行至少Nc次振动测试，获取每次的振动信号，且对每次的振动信号进行频谱分析，得到参考值；S2：对转子进行第Nc+M次振动测试，获取当前的振动信号，且对当前的振动信号进行频谱分析，根据当前的频谱分析结果获取当前的计算值；S3：根据参考值与当前的计算值得到当前的故障指标Kc与裂纹指标；S4：根据当前的故障指标Kc判断当前的故障类型，根据当前的故障类型与当前的裂纹指标判断当前的裂纹类型。本发明能够通过故障指标与裂纹指标可有效识别转子径向裂纹故障，及时发现转子裂纹的早期征兆，从而为相应故障的排除提供依据，提高发动机的安全性。

摘要： 本发明提供了一种基于相似理论的单盘裂纹转子动特性评估方法，首先根据单盘裂纹转子原型确定各部分尺寸；再利用相似理论先确定轴径的相似比κd，然后根据相似理论推导的公式依次得出轴长相似比κx，单盘直径相似比κD，单盘厚度相似比κH和轴承刚度相似比κK，裂纹深度相似比κa1与轴径相似比κd相同；根据相似比确定相似模型的尺寸，对原型与相似模型进行转子动力学分析，分析其临界转速、固有频率。本发明在相似计算中考虑了裂纹的影响，可利用相似模型对原型的动特性进行评估和预测，具有显著的工程实用价值。