转子系统碰摩的非线性动力学分析-论文.pdf

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1、第41卷第3期华北电力大学学报Vo1．41．No．32014年5月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityMay，2014doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2014．03．10转子系统碰摩的非线性动力学分析侯兰兰，向玲(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要：汽轮发电机组作为电厂的核心设备，其稳定安全的运行对国民经济建设和生活起着重要的作用，研究汽轮发电机组的转子系统故障具有重要的现实意义。提出用非线性动力学行

2、为进行不确定转子系统参数的研究，为重要参数的选择和实际控制转子的稳定运行提供依据。基于Jeffcott模型，建立碰摩力作用下参数不确定转子系统的动力学方程。经数值分析研究系统在变转速比下的分岔特性，分析几个特定参数下系统随转速比变化的分岔特性和非线性动力学行为。发现变转速比对系统的非线性动力学行为影响很大，随转速比增大，系统逐渐出现分岔、拟周期运动，不稳定性增加。得到在不同参数下，系统响应变转速比下的分岔图，总结得出偏心量取中等值时系统的运行状态最复杂，转子等效阻尼的增大能够有效抑制分岔过程，而增大定

3、子刚度可以使分岔过程复杂化。关键词：转子系统；碰摩；分岔；非线性动力学中图分类号：TK288文献标识码：A文章编号：1007—2691(2014)03—0064—06Nonlineardynamicanalysistorotorsystemwithimpact·rubbingHOULan—lan，XIANGLing(SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，Ch

4、ina)Abstract：Asthecoreoftheplantequipment，stableandsecureoperationoftheturbine·generatorunitplaysanimpor—tantroleinthenationaleconomyandlife．Thestudyofturbine—generatorunitrotorfaultdiagnosistechnologyhasimpor—tantpracticalsignificance．Nonlineardynamicb

5、ehaviortoanalysisofuncertaintyofrotorsystemispresentedinthispa—per．Thederivationofnonlineardynamicequationsundertheactionofrub—impactforceinparameteruncertainrotorsystemismade．Nonlinearbifurcationanddynamicalbehaviorswiththechangingrotatingspeedundersev

6、eralspecificparametersareanalyzed．Conclusionisthatwhentheeccentricityselectsmiddlevalue，theoperatingconditionofrotorsystemismostcomplex；thebifurcationprocesscanbeeffectivelysuppressedwhenthedampingcoefficientamplifies；butifthestiffnessofstatoramplifies，

7、thebifurcationprocesswouldbemorecomplex．Keywords：rotorsystem；impact—rubbing；bifurcation；nonlineardynamics核心部件之一，因工作条件复杂易发生失稳故障。0引言到目前为止，国内外已发生多起因汽轮机转子失稳而引起的事故，造成了巨大经济损失。引起转汽轮机组是电力系统中的重大设备，机组的子失稳因素主要有转子运行因素及工况因素，如运行必须安全、可靠。汽轮机转子是汽轮机组的启动速度与运行速度靠近临界转速时引起严重

8、失稳现象，转子叶片、叶轮受到变化蒸汽激振力发生收稿日期：2013—10—20．强烈振动，转子受到轴承非线性油膜力的失稳，大基金项目：国家自然科学基金资助项目(11072078)；河北省自型汽轮发电机组，动静间隙小，由于工况变动或过然科学基金资助项目(E2013502226)．第3期侯兰兰，等：转子系统碰摩的非线性动力学分析65大的轴向推力，都有可能导致碰摩，碰摩故障的发生，轻者使机组的振动剧烈增加，影响机组的使用{，，㈩寿命；重者引起转子的永久弯曲，甚至