转子支承系统动力学相似模型设计及实验地研究

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1、万方数据AThesisinMechanicalDesignandTheoryDesignofSimilarDynamicModelofRotor-SupportSystemandResearchofExperimentbyLiJianzhangSupervisor：AssociateProfessorLuoZhongNortheasternUniversityJune2014万方数据感谢：国家自然科学基金资助项目(编号：51105064)对本课题的大力资助!万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标

2、注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：巷建鲁日期：≯池／‘／≯7学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：

3、专建事签字日期：p，乒／石／1-7导师签名：迎汐导师签名：迷。莎签字日期：叩，V．厂∥万方数据东北大学硕士学位论文摘要转子．支承系统动力学相似模型设计与实验研究摘要转子．支承系统作为旋转机械的核心部件，其动力学特性决定着旋转机械的工作性能和可靠程度。在对转子．支承系统动力学特性的研究中，除了基于数学模型的解析计算与计算机仿真外，模型实验同样是必不可少的一部分。模型实验可以避免原型实验所带来的高成本、高难度等诸多不利因素，同时为了使模型能更好的复现原型的动力学特性，本文对转子．支承系统的动力学相似模型设计方法进行了研究。本文首先结合描述转轴和弹性支承运动

4、状态的微分方程，运用积分模拟法推导出转子．支承系统动力学相似关系表达式，并利用有限元仿真验证了相似关系在固有频率、模态振型以及临界转速方面的准确性。针对转子．支承系统模型设计时，支承刚度可能会不完全相似的情况，提出了一种使模型固有频率相对误差在10％范围内的支承刚度许用区间设计方法，并验证了该方法的正确性。本文验证了转子．支承系统动力学相似关系在能量分布方面的适用性，并将支承刚度许用区间设计方法运用到能量分布的不完全相似模型设计中，并验证了其可行性。在分析过程中还发现，应变能分布和总能量分布相对于转轴能量分布对支承刚度的变化更为敏感。最后针对原型转子实

5、验台，利用转子．支承系统动力学相似关系，结合支承刚度许用区间设计方法设计了模型转子实验台，分别对原型系统和模型系统的固有频率、模态振型以及临界转速进行实验测试，并对结果进行对比分析，实验结果既证明了转子．支承系统动力学相似关系的准确性，也证明了提出的支承刚度许用区间设计方法的可行性。关键词：转子．支承系统：相似关系；模型设计；实验研究：能量分布万方数据东北大学硕士学位论文AbstractDesignofSimilarDynamicModelofRotor-SupportSystemandResearchofExperimentAbstractAsone

6、ofthekeycomponents，thedynamiccharacteristicsofrotor-supportsystemdeterminetheperformanceofrotarymachines．Duringtheresearchoftherotorsystemofrotor-supportsystem，modeltestisanindispensablepartbesidesthemathematicsandsimulation，whichcarlreflectthedynamiccharacteristicsoftheprototyp

7、etosomeextentwithouthi29hcostsanddifficulties．Inordertomakethemodelperformsliketheprototypedoes，researchaboutthedesignmethodofrotor-supportsystem’ssimilardynamicmodelisdone．Thesimilarityrelationshipisfirstlyderivedfromdynamicequationsofrotorsystemandtheaccuracyisvalidatedonthena

8、turalfrequency'modalshapeandcriticalspeedofroto