转子碰摩与裂纹故障振动特性研究

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1、豪劫女·譬硕士学位论文万方数据转子碰摩与裂纹故障振动特性研究万方数据Researchonthevibrationcharac而一stics—consideringfrictionandcrackforrotorsystemAThesisSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYJIANGGuang-zhengSupervisedbyervlSed19yProf．FUXing-junNameofEnergyandEnvironmentSoutheas

2、tUniversityMay2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：耄7义日期：10I七f，2-6东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印

3、、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：墨广哎导师签名“昏＼岛日期：如Ⅲ．r巧万方数据摘要题名：转子碰摩与裂纹故障振动特性研究姓名：姜广政导师：傅行军学校：东南大学正文：随着现代工业日新月异的发展，对于机器效率和性能的要求不断提升，大型旋转机械作为重工业中常见的设备，其工作转速越来越高，功率也越来越大，机组运行的安全性和可靠

4、性也逐渐被人们所重视。转子系统作为大型旋转机械的核心组成部分，其运行性能的好坏直接关系到了整个机组的安全。论文以某转子实验台为研究对象，在有限元软件ANSYS中建立转子系统的分析模型，分别研究了转子系统在碰摩力作用下的振动特性以及裂纹的出现对转子系统固有特性的影响。研究工作对旋转机械的设计和现场故障诊断具有一定的参考价值。首先介绍有限元方法在转子动力学中的应用，推导轴承转子系统的运动微分方程，以转子实验台为研究对象，选择合适单元简化模型，根据实际尺寸和材料属性，在ANSYS中建立动力学计算模型，求解模型的临界转速与实验结果相对比，验证所建模型的合理

5、性。研究了转子系统在碰摩力作用下的振动特性，主要包括碰摩刚度、摩擦系数、转子转速、碰摩位置发生变化时，转子系统的摩擦故障特征，结果表明：随着碰摩程度加重，频谱上出现了丰富的高频、低频分量，波形图上的毛刺、尖顶、削波现象更加明显，轴心轨迹变的紊乱，出现折回、内凹、毛刺等典型特征。通过实验台做转子碰摩实验，采集分析不同条件下的振动数据，并和仿真结果进行比较，验证仿真结果的正确性。研究了裂纹转子振动的固有特性，主要包括裂纹深度、裂纹位置的不同对固有频率、固有振型产生的影响，以及陀螺力矩和支承特性对裂纹转子系统临界转速的影响。结果表明：当裂纹位于某阶振型节

6、点附近时，对该阶固频和振型的影响较小，远离节点时，随裂纹深度增加，固有频率降低，振型改变率变大，在裂纹位置附近，振型改变率会出现峰值。通过在实验台转轴上切割一条裂纹，来研究裂纹对转子振动固有特性的影响，采集并分析数据，与仿真结果进行比较，验证仿真结果的正确性。关键词：转子系统；振动故障；碰摩；裂纹万方数据AbstractTitle：ResearchonthevibrationcharacteristicsconsideringfrictionandcrackforrotorsystemName：JLⅢGGuang．zhengSupervisor：P

7、rof．FUXing-iunUniversity：SoutheastUniversityWiththerapidlydevelopmentofmodemindustry,therequirementformachineemciencyandperformanceiscontinuousimproved，asa，commonequipmentinheavyindustry,largerotatingmachineryworksatagettinghigherspeed，itsscaleandloadbecomelargerandhigher．Peop

8、lepaymoreattentiontothesafetyandreliabilityoftheunits．Astheco