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《浙江大学》 2004年
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EORD支承转子动力学特性分析及其在超高速旋转机械中的应用研究

宣海军  
【摘要】:粘弹性橡胶阻尼器(Viscoelasic Elastomer Damper,VED)自20世纪中期以来就被应用于旋转机械,它通过耗散能量来抑制转子系统的振动。VED具有结构紧凑、使用方便、减振效果好、成本低等优点,而在高速旋转机械中有较为广泛的应用。本文结合理论和试验研究橡胶O型圈阻尼器(Elastomer O-Rings Damper,EORD)支承转子系统的动力学特性,并将EORD作为高速柔性悬臂轴的减振支承应用在100000r/min超高速旋转试验台中。 论文的第一部分,将Timoshenko连续梁轴模型应用于柔性轴,轮盘是刚性和非对称的集总单元,推导出适合于分析复杂转子系统动力学特性的有限单元运动方程,运动方程中同时考虑了不平衡质量和偏斜轮盘的激励作用。理论研究两端EORD支承轴向非对称安置单盘转子系统的动力学特性。采用Kelvin-Voigt线性粘弹性模型表示EORD的动态特性。研究EORD支承刚度、损耗因子和质量参数对转子系统模态频率和稳定性的影响。计算结果表明,可通过优化选取EORD的特征参数来提高特定转子系统的稳定性。通过数值仿真和实验研究远轴端EORD支承的单盘柔性转子系统的不平衡响应。理论分析表明,采用损耗因子在0.1至0.4之间的常用的橡胶O型圈,即可极大地降低一阶临界振动响应。不同不平衡条件下的动力学响应的试验和理论结果很接近。 论文的第二部分,将EORD应用于支承超速旋转试验台的高速柔性悬臂转子。在高速轴端安装模拟轮盘的试验,用于检验EORD,高速转子系统的不平衡响应和稳定性。成功完成试验转速要求为93500 r/min的透平膨胀机叶轮的超速试验。高阶临界转速的有限元分析结果与试验结果非常接近。 论文最后,从工程应用的角度提出EORD的设计建议,对本文的研究工作做简单的小结,提出进一步研究的建议。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TQ05

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【引证文献】
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【参考文献】
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