整体式挤压油膜阻尼器研究毕业设计开题报告

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1、学号：毕业设计（论文）开题报告论文题目：整体式挤压油膜阻尼器研究学院名称：机电工程学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：导师姓名：开题日期：2015年1月29日考核成绩审核小组成员以及职称姓名职称10一、题目背景和意义这次毕业设计的课题是：整体式挤压油膜阻尼器研究。自从第一篇有关转子动力学的论文由Rankine[1]发表以来，转子动力学作为动力学的一个独立分支得到了极大的发展。现代动力机械的发展呈现出大功率、高效率、高稳定性的发展趋势，而随着航空业和机械工业的发展，航空涡轮发动机、大功率汽轮大电机及离心压缩机的核心部件都是由轴承支撑的高速转子组成。而在高速转子系统中，振动的

2、影响无疑是最大的。由于转子、转子轴和轴承系统的寿命决定了整台机械的寿命，因而转子系统也是决定产品性能、可靠性和结构完整性的重要因素[2]。在工程实践上，应用阻尼减振器不失为一种很好的办法。目前，在转子系统上应用最广泛的阻尼减振器就是基于挤压油膜应力设计的挤压油膜阻尼器（SqueezeFilmDamper），简称SFD。SFD减振技术于1962年问世，英国RollsRoyce公司的S.Cooper发表了在实验研究方面的成就，没多久便在Conway发动机上得到了成功地使用，并取得了良好的减振效果。从此之后，SFD的研究和应用便获得了快速的发展[3]。SFD轴承作为一种新型减振阻

3、尼器，具有结构简单、占用空间少、易制造、减振效果显著等特点，因而应用范围越来越广泛。该种阻尼器具有内外两层油膜,由弹性环的凸台分割成多个油腔,内外油膜通过弹性环上的渗油孔连通,阻尼器端面带有封油胶圈,防止滑油从端面大量泄漏。转子振动时,通过挤压内外两层油膜,获得阻尼从而减小振动[4]。但是，我们发现了SFD在应用中存在的许多问题。其中对SFD性能研究影响最大的就是转子-SFD系统非线性问题，而影响转子-SFD系统的线性和非线性因素较多，对SFD轴承结构的不断优化也是改善非线性问题的方法之一。本文将以工程应用为背景，对SFD发展过程中出现的不同结构的优劣性以及各种结构对SFD

4、性能的影响做出对比举例，分析不同结构产生非线性的原因，分析非线性现象对SFD的影响。其中，以对最新的整体式挤压油膜阻尼器（ISFD）的研究为重点。10挤压油膜阻尼器有同心型和非同心型两类。后者无定心弹簧,阻尼器造价低,占空间小,在相同工作条件下减振特性优于前者。但是,这种阻尼器通常使得转子中心涡动轨道不是同心圆,因而在理论处理上比较复杂[5]。二、国内外研究现状在对SFD的研究中，我们发现了以下几个比较重要的问题：1.双稳态现象双稳态现象是SFD支承的转子系统所具有的一个重要特征，它影响着转子系统的安全运行，许多学者对此现象进行了深入的研究，转子转速高过某一转速后，在同一转

5、速下，可出现多个轴颈偏心率的值[6]。文献[7]、[8]采用协调圆响应的假设，对SFD稳态响应及双稳态响应的稳定性进行了分析，并得出了发生双稳态现象时的参数条件。文献[9]则分析了SFD的流体惯性力对系统双稳态响应的影响，并得出了结论：流体惯性力对系统在亚临界及超临界的双稳态情况下具有明显的抑制作用的。通过研究，我们已经得到了以下结论：1.带挤压油膜阻尼器转子如参数匹配不当或不平衡力较大,容易出现双稳态现象；2.转子动力特性发生跳变时,偏心率、传递率与落后相角均同时发生跳变；3.轴承参数过小或(和)不平衡偏心比过大容易发生双稳态现象。同样B值发生双稳态现象时,不平衡偏心比U

6、越高,升速时偏心率下跳的转速也越高；4适当选择轴承参数B和控制转子不平衡量可在工作转速范围内避免出现双稳态现象具体设计中可通过适当选取阻尼器长度、间隙和弹性支承刚性来增大阻尼器轴承参数B[10]。2.非线性现象转子动力学问题绝大多数是非线性问题。几十年前人们已经从油膜涡动现像中观察到了系统的非同步振动，到了80年代和90年代，非协调响应、双稳态响应和拟周期运动成为转子系统非线性动力特性的主要研究内容，尤其在对SFD的研究中发现了大量的非线性现象，人们注意到在一些情况下非线性系统与其线性化系统有着本质的差别[11]。10非线性现象有以下几个研究方向：跳跃现象、双线性弹簧的非线

7、性和空穴现象。对非线性的研究，首先借助Reynolds方程导出挤压油膜的压力分布,然后采用二系数法分析挤压油膜阻尼器的非线性特性。挤压油膜阻尼器所产生的油膜力是一个高度非线性的力由于客观存在着轨道偏置,刚度系数和阻尼系数都不是常值,而是非线性变化的,且随着轨道偏置和扁圆的加剧而变得愈加严重.理论分析和实例计算的结果都表明:它的刚度系数和阻尼系数都是非线性变化的,是一个高度非线性的元件,用二系数法对其进行线性化会产生很大的误差[12]。由于实际应用中非线性动力系统的复杂性，特别是对于高维系统，目前尚没有完善的计算分析