基于弹塑性接触分析转子系统碰摩特性研究

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1、第55卷第3期汽轮机技术V0l_55No．32013年6月TURBINETECHNOLOGYJun．2013基于弹塑性接触分析的转子系统碰摩特性研究王立鹏，王欣彦，战洪仁，寇丽萍，张先珍(i沈阳化工大学能源与动力工程学院，沈阳l10142；2沈阳化工大学数理系，沈阳l10142)摘要：通常的转子系统碰摩分析是假设在弹性变形下进行的，在发生严重碰摩时会产生塑性变形，这种假设会产生较大偏差。为了分析在塑性变形下整个转子系统的碰摩特性，建立了一种转子系统塑性变形有限元模型。该模型给出了弹塑性变形假设下

2、转子碰摩力与变形量的关系曲线，并与弹性变形假设曲线进行对比。根据碰摩转子动力学方程，得到转子的位移波形图、轴心轨迹及分岔图，并将计算结果进行比较分析，表明了弹塑性分析的必要性，对实际机械故障诊断具有指导意义。关键词：有限元；故障诊断；碰摩；分岔；轴心轨迹分类号：TH113．1文献标识码：A文章编号：1001—5884(2013)03-0189-03TheRub-·impactFeatureofRotor-·bearing--supportSystemsBasedonElastic．plastic

3、ityContactAnalysisWANGLi-peng，WANGXin-yan，ZHANHong-ren，KOULi—ping，ZHANGXian—zhen(1InstituteofEnergyandDynamicEngineering，ShenyangUniversityofChemicalTechnology，Shenyang110142，China；2DepartmentofMathematicsandPhysics，ShenyangUniversityofChemicalTechno

4、logy，Shenyang110142，China)Abstract：Thegeneralrub—impactanalysesofrotor—beating-supportsystemwerebasedontheelasticityassumption，butinthesevererub—impact，theassumptionwouldcreategreaterrorasplasticdeformation．Inordertoconsidertheeffectofplasticdeformat

5、iontorotorbeatingsuppo~ssystemaccurately，afiniteelementmodelofplasticdeformationonrotor—bearing—supportsystemwaspresented．Therelationsonrub—impactforceandplasticdeformationwerecalculated，whichcomparedwiththeelasticdeformation．Thenaccordingtothedynami

6、calequationsofrub—impactrotor，thetra_jectoryinX—Yplane，displacementtimehistoryplotandbifurcationplotwerecalculated．Theresultswerecomparedwiththeelasticdeformationmodel，whichindicatesthenecessityofelastic—plasticitycontactanalysisandguidesthepractical

7、mechanicalfaultdiagnosis．Keywords：finiteelement；faultdiagnosis；rub-impact；bifurcation；shaftorbitSYS中建立了转子轴承系统有限元模型，提出了一种碰摩力0前言作用模型，并将其应用于碰摩状态下转子动力学特性的模拟，给出了一些有意义的结果。ZhangYa考虑了剪切效应在转子动力学特性研究的数值方法中，有限元法的表达和陀螺效应，建立了研究双盘各向同性转子一轴承系统碰摩式简洁、规范，在求解转子和周围结构一起组成

8、的复杂的机非线性动力学特性的有限元模型。张楠应用非线性动力械系统问题时，有很突出的优点。近年来，用有限元法来分学理论对高速碰摩转子系统模型进行了研究，得出滑动轴承析转子系统碰摩故障取得了快速的发展。Zapomel⋯采用有支撑下的碰摩转子系统的振动特征，研究了偏心距参数对系限元法建立了考虑转子圆盘与定子碰摩的转子滑动轴承的统振动特性的影响。袁惠群”等研究了具有非线性碰摩力非线性模型，求解了系统的数值解，得到了如周期、准周期和的转子局部碰摩的分叉与混沌运动，发现了具有非线性碰摩混沌等运动形式，并通过