转子碰摩故障的计算机仿真与实验研究

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1、摘要现代旋转机械在运行过程中，经常会发生动静件之间的碰摩故障。如果不及时将其发现，将导致各种严重的后果。为了诊断出是否有碰摩现象发生，对该现象进行充分的理论与实验研究是十分必要的。本文正是基于这一问题，对转子系统的碰摩现象进行了理论分析、仿真和实验研究。本文在对碰摩现象进行理论研究时，首先建立了它的数学模型，接着利用谐波平衡法对该数学模型所对应的非线性方程组进行了求解，得到了相应的近似周期解。在此基础上，利用有限元方法对转予系统进行了分析与研究，建立了该系统各个组成部分的有限元模型。在计算机仿真研究中，本文采用了一种新型的面向对象的仿真软

2、件Dymola，利用已经建好的有限元模型，编制各部分的程序模块，进行相应的仿真，得到了一系列的仿真波形图。完成仿真研究后，本文对碰摩现象进行了实验研究。在研究过程中，本文设计了一个转子碰摩实验系统。结果表明，该系统具有良好的远程控制的性能。实验研究完成后，将所获得的实验结果与仿真结果进行比较，得NT有关碰摩现象的一些结论。最后，本文对今后研究工作的重点进行了展望。关键词：转子系统；碰摩；有限元方法：计算机仿真；远程控制AbstractDuringtheoperationofrotarymachinery,thefaultofrubbetw

3、eenrotorandstatoroftenhappens．Ifthefaultisnotdetectedintime，itwouldleadtomanyseriousconsequences．Todiagnosewhetherthephenomenaofrubhappensornot，itisveryimportanttodosufficienttheoreticalandexperimentalresearchonrub．Basedonthisquestion，theoreticalanalysis，computersimulatio

4、nandexperimentalstudyontheruboftherotorsystemareadoptedinthisdissertation．Themathematicalmodelofrubhasbeenbuiltwhiletheoreticalresearchbegins，thenapproximateperiodicsolutionsfornonlinearequationsofthemodelhasbeenworkedoutbyusingtheharmonicbalancemethod．Therotorsystemisstu

5、diedandanalyzedbyusingthefinite-elementmethod，SOthefinite·elementmodelsofthewholerotorsystemarebuilt．Duringthestudyofcomputersimulation，anewobject—orientedsimulationsol,rareDymolaisusedtoprogramcodemoduleabouttherotorsystem．Simulationbeginsbyusingthefinite-elementmodels，a

6、seriesofsimulationfiguresareachieved．Aftersimulation，experimentalstudybegins．Duringthecourseofexperiment,anexperimentalsystemfortheresearchofrotorrubisdesigned．Theexperimentalresultsshowthatthesystemhasagoodcharacteristicofremotecontr01．Aftertheexperiment,beingcomparedthe

7、experimentalresultswithsimulationresults，someconclusionsaboutrubaredrawn．Thekeyresearchworksforfilrtherstudyareproposedatlast．Keywords：rotorsystem；rotor-statorrub；finiteelementmethod；computersimulation；remotecontrolII第一章绪论第一章绪论1．1课题的提出及意义旋转机械被广泛应用于航空发动机、空气压缩机、燃气轮机等大型机械装置中

8、，它的主要构成部件是转子、支承转子的轴承、定子或机器壳体、齿轮传动件、叶轮叶片及密封等【l】，由旋转机械组成的设备装置在电力、航空、机械、化工等国民经济领域起着非常重要的作用，因此确保这些设备