柔性支点固定瓦-可倾瓦组合轴承润滑特性及主动控制研究

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高性能燃气轮机作为现代先进动力装备,通过能源转换实现动力输出和传递,受到了各国能源和军工部门的高度关注。论文针对高性能燃气轮机向高服役可靠性方向发展时对其关键部件固定瓦-可倾瓦组合轴承-转子系统提出的高运行稳定性的要求,围绕组合轴承的润滑性能及主动控制方法、组合轴承-转子系统的动力学特性展开研究。论文的主要研究工作包括:1、针对固定瓦-可倾瓦组合轴承,考虑可倾瓦块支点的柔顺性,建立了组合轴承的流体动力润滑模型。通过分析可倾瓦块的受力特性和求解润滑模型,获得了组合轴承的油膜压力分布,研究了静平衡位置处轴承参数对润滑油膜流量、承载力、摩擦因数、功耗及温升等的影响规律。2、考虑固定瓦-可倾瓦组合轴承润滑油膜的摩擦致热,在分析润滑油膜流变学特性演变规律的基础上,运用广义Reynolds方程、能量方程和热传导方程,建立了柔性支点固定瓦-可倾瓦组合轴承的热流体动压润滑模型,研究了组合轴承压力和温度等物理场的分布情况,分析了油膜热效应对组合轴承润滑性能的影响规律。3、建立了柔性支点固定瓦-可倾瓦组合轴承支承的转子系统动力学方程,采用Newmark法求解系统的动力学响应,运用转子中心轨迹图、庞加莱映射图和时间历程图等研究了转子系统的运动规律,分析了不同转速、预负荷及支点比等对转子系统动力学响应的影响。4、为改善柔性支点固定瓦-可倾瓦组合轴承-转子系统的稳定性,构建了系统的主动润滑控制策略,提出了系统主动润滑的PID控制算法。在此基础上,通过构建主动润滑时转子系统的动力学模型,研究了系统的非线性动力学响应特性,分析了主动润滑控制对转子系统运动规律的影响。
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