复杂转子耦合系统有限元建模及其动力特性研究
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-9页 |
| 1 绪论 | 第13-27页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第13-14页 |
| 1.2 理论基础概述 | 第14-17页 |
| 1.2.1 转子动力学及其内容 | 第14-15页 |
| 1.2.2 有限元理论发展与应用 | 第15-17页 |
| 1.3 转子系统模型 | 第17-19页 |
| 1.3.1 Jeffcott模型 | 第17-18页 |
| 1.3.2 传递矩阵模型 | 第18页 |
| 1.3.3 有限元模型 | 第18-19页 |
| 1.4 研究现状与存在问题 | 第19-25页 |
| 1.4.1 本文研究内容 | 第19-20页 |
| 1.4.2 多平行轴齿轮啮合转子系统研究现状 | 第20-23页 |
| 1.4.3 双转子系统研究现状 | 第23-25页 |
| 1.5 本文结构 | 第25-27页 |
| 2 转子轴承系统有限元建模 | 第27-50页 |
| 2.1 力学基础原理 | 第27-30页 |
| 2.1.1 达朗贝尔原理 | 第28页 |
| 2.1.2 虚位移原理 | 第28页 |
| 2.1.3 哈密顿原理 | 第28-30页 |
| 2.2 连续梁理论 | 第30-31页 |
| 2.3 RAYLEIGH梁弯曲振动建模 | 第31-43页 |
| 2.3.1 坐标变换与旋转角速度 | 第32-34页 |
| 2.3.2 圆盘单元 | 第34-37页 |
| 2.3.3 弹性轴段单元 | 第37-43页 |
| 2.4 TIMOSHENKO梁弯扭耦合振动建模 | 第43-45页 |
| 2.4.1 刚性圆盘 | 第43-44页 |
| 2.4.2 弹性轴段单元 | 第44-45页 |
| 2.5 轴承动力学模型 | 第45-47页 |
| 2.6 系统运动方程 | 第47-49页 |
| 2.7 本章小结 | 第49-50页 |
| 3 运动方程的求解与编程 | 第50-63页 |
| 3.1 特征值问题 | 第50-54页 |
| 3.1.1 问题描述 | 第50-51页 |
| 3.1.2 特征解的性质 | 第51-52页 |
| 3.1.3 求解方法 | 第52-54页 |
| 3.2 临界转速 | 第54-55页 |
| 3.3 不平衡响应 | 第55-56页 |
| 3.4 运动方程瞬态求解 | 第56-62页 |
| 3.4.1 四阶Runge-Kutta格式 | 第57-58页 |
| 3.4.2 振型叠加法 | 第58-59页 |
| 3.4.3 Newmark法 | 第59-62页 |
| 3.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 4 工程项目——径流式汽轮机转子计算 | 第63-73页 |
| 4.1 项目背景 | 第63-64页 |
| 4.2 ANSYS转子动力学模块概述 | 第64-66页 |
| 4.3 模型结构及其处理 | 第66-68页 |
| 4.4 计算结果 | 第68-72页 |
| 4.4.1 静挠度 | 第68-69页 |
| 4.4.2 临界转速与振型 | 第69-71页 |
| 4.4.3 不平衡响应 | 第71-72页 |
| 4.5 本章小结 | 第72-73页 |
| 5 多平行轴齿轮啮合转子系统建模方法的研究 | 第73-84页 |
| 5.1 齿轮啮合刚度计算 | 第73-74页 |
| 5.2 齿轮啮合单元 | 第74-79页 |
| 5.2.1 压力线坐标系下的方程推导 | 第75-77页 |
| 5.2.2 全局坐标系下的方程转换 | 第77-79页 |
| 5.3 多平行轴齿轮啮合转子系统的整体运动方程 | 第79-83页 |
| 5.3.1 未考虑齿轮啮合的系统运动方程 | 第80-81页 |
| 5.3.2 考虑齿轮啮合的系统运动方程 | 第81-83页 |
| 5.4 本章小结 | 第83-84页 |
| 6 科技专项——船用齿轮箱转子动态性能研究 | 第84-98页 |
| 6.1 项目背景 | 第84-85页 |
| 6.2 齿轮箱结构与工况 | 第85-87页 |
| 6.3 啮合转子系统参数 | 第87-89页 |
| 6.4 非耦合各转轴固有特性 | 第89-91页 |
| 6.5 啮合转子系统固有特性 | 第91-95页 |
| 6.6 不平衡响应理论分析 | 第95-97页 |
| 6.6.1 非耦合时不平衡响应 | 第95-97页 |
| 6.6.2 耦合时不平衡响应 | 第97页 |
| 6.7 本章小结 | 第97-98页 |
| 7 双转子系统建模方法的研究 | 第98-118页 |
| 7.1 模型结构阐述 | 第98-100页 |
| 7.2 一般传递矩阵法 | 第100-106页 |
| 7.2.1 典型部件的传递矩阵 | 第102-104页 |
| 7.2.2 传递矩阵法求解步骤 | 第104-106页 |
| 7.3 双转子结构传递矩阵法 | 第106-110页 |
| 7.4 双转子系统有限元模型 | 第110-112页 |
| 7.5 临界转速与振型计算 | 第112-116页 |
| 7.6 本章小结 | 第116-118页 |
| 8 双转子系统动力学特征分析 | 第118-131页 |
| 8.1 剪切效应对临界转速的影响 | 第118-119页 |
| 8.2 中介轴承对固有特征的影响 | 第119-121页 |
| 8.3 不同转速比下的临界转速 | 第121-123页 |
| 8.4 启动过程瞬态分析 | 第123-129页 |
| 8.4.1 阻尼对瞬态位移的作用 | 第125-127页 |
| 8.4.2 轴心轨迹研究 | 第127-129页 |
| 8.5 停机过程瞬态分析 | 第129-130页 |
| 8.6 本章小结 | 第130-131页 |
| 9 总结与展望 | 第131-134页 |
| 9.1 全文工作总结 | 第131-132页 |
| 9.2 主要创新点 | 第132-133页 |
| 9.3 研究建议与展望 | 第133-134页 |
| 参考文献 | 第134-142页 |
| 附录 | 第142-157页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第157-158页 |
| 致谢 | 第158页 |
