转子系统自激振动非线性振动特性的分析研究.pdf

Classified Index:0323 : Thesis fortheMasterDegree Nonlinear Self-excited Vibration Analysis of Rotor System Candidate: Supervisor: School: Date ofDefence: Degree--Conferring·-Institution: Wang Wenyuan Associate Zhihua School ofEnergy,Power and MechanicalEngineering March,2015 North China ElectricPower University 万方数据华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《转子系统自激振动非线性振动特性研究》,是本人在导师指导下,在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名:上文吲日期:撕F年弓月21日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《转子系统自激振动非线性振动特性研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅,学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。本人授权华北电力大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以上相应方框内打“4”): 保密口,在年解密后适用本授权书不保密√作者签名:王丈谚杈刷磁轹戊们日期:加眸3月27日日期:z‘I·歹年岁月z1日万方数据摘要摘要随着科学技术的发展和超超临界机组的应用,由于自激振动引起的转子系统故障逐渐受到人们的关注。叶顶间隙激振力、流体密封力、油膜力引起的自激振动对机组运行的稳定性、安全性有重要影响。转子的自激振动具有很强的非线性,振动特性复杂,对其振动的故障诊断存在很大难度。本文针对转子系统,应用非线性理论和转子动力学理论,采用了数值计算方法利用Matlab软件研究了叶顶间隙激振力、流体密封力、油膜力三种激振力分别作用下的转子系统的振动响应特性,分析其非线性振动特征。同时建立了转子系统在这三种激振力耦合作用下的动力学模型,对比分析转子系统在单个激振力和多种激振力耦合作用下的非线性振动特性。采用了试验方法利用Dasp软件研究了自激振动的在线监测及振动的抑制措施。本文主要研究工作如下: (1)阐述了分岔、混沌的基本理论和研究方法,并且介绍了叶顶间隙激振力、流体密封力、油膜力这三种自激振动激振力模型。(2)建立叶顶间隙激振力、流体密封力、油膜力分别单独作用下转子系统模型,在模型以及给定参数条件下,分析了三种模型在不同转速下的振动特征。同时, 在叶顶间隙激振力单独作用下研究了相对进气速度与叶顶间隙激振力产生的等效交叉刚度的关系;在流体密封力单独作用下研究了密封压降和密封间隙对系统的响应的影响;在油膜力单独作用下研究了油膜粘性系数对转子振动特性的影响。(3)建立叶顶间隙激振力、流体密封力、油膜力耦合作用下转子系统模型, 在此模型以及给定参数条件下,研究了不同转速下转子系统的振动响应,和单个激振力作用下振动的非线性特性进行对比分析。(4)开展了滑动轴承支撑下转子自激振动的在线监测及振动抑制的试验研究。进行了在不同轴承供气压力下转子振动特性的在线监测试验,研究不同轴承供气压力下转子系统自激振动特性;通过在线监测试验在支座和试验台之间添加硅胶垫片, 分析试验转子振动特性变化,探讨抑制转子系统自激振动的措施。本文研究结果对研究涡轮动力及汽轮发电机组自激振动的失稳机理及非线性转子系统系统的突变性、复杂性提供一定的理论参考,为转子自激振动的在线监测及振动抑制提供一定的试验参考。关键词:叶项间隙激振力;流体密封力;油膜力;自激振动;非线性动力学万方数据 Abstract Abstract With the development of science technology and the application of ultra-supereritical units,people are pay more and more attention tothe rotor system problem due toself-excitedvibrati