非线性转子-轴承系统的碰摩研究

来源 :2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:salih0997
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建立了短轴承模型的非线性转子-轴承系统发生碰摩时的数学模型,采用数值积分和庞加莱映射方法得到系统随转速变化的分叉图,计算结果显示,系统在某些参数域中可能发生倍周期分叉及混沌运动.用数值方法得到系统在特殊参数域中的频谱图、相图、轴心轨迹、及庞加莱映射图,并用分形几何理论对混沌系统的状态进行了判断.数值分析结果为该类转子-轴承系统的安全运行提供了理论参考.
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以非线性动力学和转子动力学理论为基础,分析了带有碰摩和裂纹耦合故障的弹性转子系统的复杂运动.在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了含有裂纹和碰摩故障转子系统的动力学模型,对转子-轴承系统由碰摩和裂纹耦合故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,发现该类转子-轴承系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象,该研究结果为转子-
介绍了汽轮发电机组蒸汽激振及振动稳定性的基本原理和模化方法,以及设计改进的基本思路;列举了西门子-西屋公司及上海汽轮机有限公司在这方面的实践与研究工作.
某电厂一台机组在运行过程中,发生断油烧瓦伤轴的严重事故.经检查发现,轴承乌金磨损特别严重,并且机组转子轴颈出现裂纹及弯曲现象.事故发生后,由于机组受损严重,在抢修过程中被迫采用了较多特殊处理工艺,整个检修工艺流程也作了大胆调整,较正常大修有很大不同.抢修后,机组经过现场高速动平衡,振动情况良好,运行正常.抢修后由此类事故使作者联想到,今后再出现此类事故,如何使损失减少到最低程度,提出正确运用"封缸
本文研究了不光滑连续系统的分岔问题.首先,建立了汽轮发电机机电耦联系统的27阶非线性方程,加入了励磁系统的限幅控制,使其成为具有分段线性的连续不光滑系统,并研究了此连续不光滑系统平衡点在电磁参数影响下特征值的跳跃问题和由此导致的分岔行为,最后进行了数值验证.研究结果表明:连续不光滑系统的特征值的跳跃会引起系统出现类似于光滑系统中的静态分岔,如不连续鞍结分岔.
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在对油膜振荡进行非线性动力学分析的基础上,将其动力学响应作为位移边界条件,把损伤引入到材料的本构关系当中,考虑损伤与应力、应变的相互影响,采用全耦合的损伤力学分析方法对转子在油膜振荡行为下的损伤发展过程进行了分析,揭示了转子在油膜振荡行为下的疲劳破坏机制;同时分析了损伤与应力、应变的耦合作用对损伤演化、发展的影响,为汽轮机组的灾变防治和安全设计提供了一定的理论依据.
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本文通过分析研究,提出了可用于大机组轴系动特性计算分析的叶顶间隙及密封间隙汽流激振刚度阻尼系数计算模型,编制了相应的计算分析软件;应用该软件计算分析了不同结构及汽流参数对密封动特性的影响,对国产600MW机组在考虑蒸汽激振影响下的轴系振动稳定性进行了计算分析,并对汽轮机设计阶段如何降低或消除蒸汽激振带来的不利影响提出建议.