一、裂纹转子振动特性的研究（论文文献综述）
刘军,张宇,汪畅,张冕[1]（2022）在《能量空间裂纹转子振动特性与诊断研究》文中提出在旋转机械中转子因高速运转、承受变周期及交变载荷的影响,容易导致其裂纹的萌生与扩展等问题。本文考虑具有裂纹的水平支撑非线性转子系统模型及动力学方程,推导了裂纹转子的能量表达式,引入能量空间概念,提出了振动能量空间分析方法,研究了不同临界转速区域能量空间的转子振动特性;基于提出的能量轨道概念,在能量FFT和轨道畸变中比较不同裂纹参数和非线性参数对系统振动特性的影响;相关实验验证了裂纹转子的能量FFT和能量轨道。研究结果表明:裂纹转子的能量FFT和轨道畸变能够诊断转子的裂纹故障,为分析裂纹转子系统振动响应和故障诊断提供了一种方法。
韩嘉桢[2]（2021）在《陀螺效应对存在裂纹扩展的裂纹转子的非线性动力学特性的影响》文中提出大型旋转机械属于重力占优的水平转轴呼吸型裂纹转子,具有很强的非线性运动特征。在转子运动过程中,随着裂纹不断扩展,转轴刚度的不对称现象逐渐明显,从而使得转子系统的动力学特性发生变化。随着旋转机械的不断发展,对转子系统非线性特性的研究在非线性动力学的关注度得到了很大的提升。本文研究了陀螺效应对于发展的呼吸裂纹转子的非线性动力学特性的影响。对大型重载的裂纹转子,考虑了高转速裂纹转子系统存在裂纹生长的情况,基于断裂力学中裂纹截面受载情况和应力分布特点,将裂纹分为三种类型。分别针对这三种类型的裂纹,建立了相应裂纹转子系统的三维陀螺力矩模型和三维刚度模型。针对三种大型重载转子的三种裂纹模型,并分别研究了质量偏心距、质量偏心角和陀螺力矩对裂纹转子的刚度的影响,建立了三种不同裂纹的转子系统振动方程,并对系统进行了数值非线性动力学特性分析。在工程实际中,根据系统自由振动的对数衰减率来判定稳定度的方法,在对裂纹转子的非线性振动稳定性分析中并不适用。因此,本文提出了一种有效的Lyapunov指数数值方法一局部线性化数值Lyapunov指数量化算法（LLNLEQA）,用于分析存在呼吸裂纹的非线性转子系统的动态稳定性。得到了分别针对三种不同类型裂纹的转子系统在三维陀螺力矩、质量偏心和偏心角耦合作用下的高转速转子在裂纹发展的情况下刚度变化规律,系统动力学特性以及系统失稳特征。
赵御勃[3]（2021）在《重型燃气轮机空心轴裂纹转子故障特征及定位定量识别》文中研究指明旋转机械在我国工业发展的过程中占据着极其重要的地位,裂纹的出现会造成非常严重的生产事故以及财产损失。本文针对重型燃气轮机,分别研究其发生呼吸裂纹故障以及常开裂纹故障时的特征,确定其特征频率以及建立起设备故障诊断系统,用以预防大型事故具有非常重大的意义。根据重型燃气轮机的结构特点建立模型,运用余弦模型对于裂纹单元进行模拟,应用转子动力学有限元法以及Timoshenko梁理论建立转子系统,组装动力学方程矩阵,最终得到裂纹转子的动力学方程。对于动力学方程的求解本文采用较为成熟的NEWMARK方法,发现在亚临界转速处出现共振峰,以几处亚临界转速做为出发点进一步分析重型燃气轮机转子裂纹特征。针对于呼吸裂纹情况,用裂纹所处的位置、裂纹开裂的深度,并且考虑到工程实际应用中的不平衡量大小和不平衡量与裂纹夹角几个方面来考察其裂纹故障特征,利用时频转化得到频谱图、时间波形图以及轴心轨迹图,分析其特点并总结规律,最终以亚临界转速处的3X成分作为呼吸裂纹模型的特征频率。针对于常开裂纹模型,考察指标不变,分析常开裂纹转子系统振动特征并总结规律,最终发现亚临界转速处的2X成分为常开裂纹模型特征频率。根据Kriging代理模型,以裂纹位置、裂纹相对深度作为输入,各个点的振动响应作为输出构建Kriging代理模型,通过均方误差MSE以及相对均方误差RMSE评价不同代理模型的性能优异并对其进行优化,最终通过计算机试验验证并以较高的精度实现了重型燃气轮机裂纹故障的诊断。
瓮雷,张磊[4]（2020）在《考虑汽轮机汽流激振时裂纹转子的振动特性研究》文中进行了进一步梳理针对舰船汽轮机机组在运行过程中出现的振动故障问题。建立了考虑汽轮机汽流激振问题时转子裂纹故障分析模型,并采用数值仿真方法研究了汽流激振力、裂纹以及转子偏心量对系统振动特性的影响。研究结果表明:汽流激振力的存在使得系统的周期响应提前,并且在临界转速附近的混沌区间明显变窄;当考虑裂纹变化时,裂纹深度的不断增加,使得在临界转速附近的混沌响应减少甚至消失,并在超临界转速附近演变出较长区间的周期3运动;偏心量较小时汽流激振力对系统并没有大的影响,而随着偏心量的进一步增大,汽流激振力才会对系统有显着的影响;当偏心量增大到一定程度时,无论有无汽流激振力都对系统几乎没有影响,偏心量对系统的影响占据主导地位;研究结果可为进一步的故障问题分析诊断提供一定的理论依据。
王维强[5]（2020）在《裂纹转子故障特征及裂纹定位定量识别》文中进行了进一步梳理旋转机械在现代工业化生产中有着无法替代的地位,随着日益增长的生产需求,大功率密度、高可靠性成为发展旋转机械不断追求的目标。在高温、高压、高转速等恶劣工况下工作的转子很容易产生裂纹,一旦出现裂纹故障,可能会引起很严重的生产事故。因此研究裂纹转子故障,发展裂纹参数识别方法具有重要意义。本文基于应力强度因子法,对裂纹单元进行建模。利用应变能释放率,将裂纹转子受力及振动与裂纹尖端应力场联系起来,构建了呼吸裂纹模型;利用Timoshenko梁理论建立起转子轴段单元的质量、刚度和阻尼矩阵,通过组装矩阵的方法获得整个裂纹转子的动力学方程。以燃气轮机转子为研究对象,研究了裂纹转子的振动特征以及裂纹深度、裂纹位置、不平衡量的大小和相角对裂纹亚临界共振的影响。利用时域波形、频谱特征和轴心轨迹,总结了裂纹深度和位置对裂纹转子故障特征的影响规律。研究发现亚临界转速下2X成分可以作为裂纹转子振动特征。以Kriging代理模型为基础,建立了裂纹转子的Kriging代理模型。评价了不同信号成分对建立代理模型的影响。优化裂纹参数识别方法,在准确度提高的基础上,减少算法依赖的测点数目。同时利用BP神经网络建立裂纹转子神经网络模型,对裂纹参数进行识别。从裂纹参数识别准确率和算法所依赖的样本数量两方面对比了Kriging代理模型和本文所使用的神经网络方法的优缺点。
张小菲[6]（2020）在《横向裂纹转子-轴承系统振动信号降噪与故障特征提取研究》文中认为转子-轴承系统是旋转机械的核心组成。由于发电机转子质量偏心导致的不平衡磁拉力与疲劳裂纹双重作用,转子-轴承系统具有较繁杂的非线性特点。再者,系统振动信号中往往混有噪声信号,原振动信号失真导致故障特征提取难上加难。鉴于此,本文将考虑横向裂纹的转子-轴承系统作为整体,建立其动力学模型及运动微分方程,使用四阶Runge-Kutta法对该微分方程进行数值计算,得到随不同参数变化的系统动力学特性。同时,利用变分模态分解与局部切空间排列算法相结合的方法解决转子横向振动信号中掺杂的噪声信号问题;利用去噪后一维信号的局部均值分解与能量熵相结合的方法进一步实现故障特征提取。具体工作内容有:（1）探讨不平衡磁拉力的计算方法,给出横向裂纹模型以及裂纹刚度表达式,确定裂纹转子-轴承系统的数学模型。考虑不平衡磁拉力的系统运动微分方程求解方法是四阶Runge-Kutta法,然后得到其无量纲化后的方程。（2）分析了考虑不平衡磁拉力与否的系统分岔图,发现考虑不平衡磁拉力的影响能有效延缓系统发生混沌或拟周期,系统能在中低速区域平稳运行;讨论了系统转速、电磁刚度以及裂纹角对系统振动的影响,结果表明电磁刚度能延缓系统进入拟周期状态,有利于系统在非高转速状态的运行;控制参数为质量偏心时,响应结果仅有倍周期与拟周期特征,且随着质量偏心的增大,系统振动幅值逐渐增大;以裂纹角为参数时,由于裂纹转子系统两端加上受非线性油膜力影响的轴承之后,在转速分别为临界转速的1/3、1/2时,系统的时域图、Poincare截面图、轴心轨迹图及频谱图上均无法显着体现裂纹特征。（3）研究了系统横向振动信号加入高斯白噪声信号构成的仿真信号,经过变分模态分解算法可以分解为三个模态分量,再经过相关系数与峭度的双重择优后可以得到一个最佳分量。利用C-C法选取了重构相空间的参数,并将选取的分量据此构造出一个高维空间,得到转子故障高维数据集。（4）利用局部切空间排列算法对构建的高维数据集进行降维,得到低维流形后进行主流形重构,再反求其一维流形并作出其时域波形图、频谱图,以直观显示降噪效果。结果表明局部切空间排列算法能有效降低噪声信号,明显改善信噪比。（5）结合局部均值分解与能量熵的方法将降噪后的信号进行故障特征提取研究,结果表明局部均值分解后的分量不仅可以较好地拟合原信号的频率,还可以通过计算各分量的能量值与能量熵发现故障特征主要集中在PF2分量上,故将局部均值分解后得到的PF2分量作为故障特征量。并采用正常情况的能量熵对基于局部均值分解结合能量熵的方法进行有效性验证。因此,本文在考虑不平衡磁拉力的基础上,对横向裂纹转子-滑动轴承系统进行非线性分析,然后对加入白噪声的横向振动信号进行变分模态分解并筛选出合适的分量进行重构,继而使用局部切空间排列方法减少噪声,又以降噪后的一维信号为原始信号做了故障特征的提取研究,该项研究的结果可为机组的振动控制、振动信号降噪及特征提取研究给予理论层面的参考。
莫文超[7]（2020）在《船用汽轮机-行星齿轮减速器轴系动力学特性研究》文中认为随着我国对舰船机动能力、载弹能力和声隐性能要求的不断提高,船用动力系统需要向着高输出功率、低空间占用率和低振动的方向发展。其中,高功率和低空间占用率指的是提高船用汽轮机系统和行星减速器系统的输出功率以及减小系统的体积,声隐性能主要指降低系统的振动。因此,降低船用汽轮机的振幅、振动加速度,提高行星减速器系统的输出扭矩、减小系统的体积、降低汽轮机和行星减速器的振动是解决问题的主要手段。本文以理论建模、数值仿真和实验相结合的方法研究了人字齿封闭差动行星减速器和船用汽轮机的振动特性,分析了船用汽轮机常见的不平衡质量偏心和复杂工况对汽轮机轴系振动特性和稳定性的影响规律,考虑船用汽轮机和行星减速器系统的耦合动力学特性,深入研究了系统的耦合振动特性和相互影响规律。主要研究内容如下:采用集中参数法,综合考虑时变啮合刚度,齿轮的偏心误差、安装误差、齿频误差以及误差初始相位角,左右侧斜齿轮的错位啮合关系等影响因素,根据齿轮啮合变形协调关系建立五自由度人字齿两级封闭差动行星减速器系统的动力学模型。针对人字齿封闭差动行星齿轮减速器的结构特点,考虑斜齿轮副接触面几何特性及啮合齿距等因素,建立渐开线斜齿轮副的时变接触线长度计算模型,计算斜齿轮副的时变啮合刚度。计算分析齿轮的三种误差、误差初始相位和两侧斜齿轮错位啮合对行星减速器差动级太阳轮和输出轴振动特性的影响规律。考虑齿轮重力及间隙的作用,理论推导行星减速器中齿轮可能出现的三种啮合状态,推导了齿轮啮合变形量函数并提出了啮合力表达式,通过数值仿真模拟轻载或空载工况时行星减速器输出轴的多倍频及其谐频的频率响应成分并分析倍频振动机理。搭建行星减速器样机试验台,通过调整减速器运行工况验证理论模型的正确性。采用Timoshenko梁理论建立转子—轴承系统的有限元模型,分析单跨Jeffcott转子—轴承系统的固有特性和不平衡响应;考虑滑动轴承非线性油膜力的影响,通过数值方法分析转子系统的振动特性;通过分析滑动轴承的轴心轨迹、相图、频谱图和Poincare映射,研究转子轮盘不平衡偏心相位对滑动轴承油膜涡动和油膜振荡状态的影响;分析由联轴器连接的多跨转子系统中轮盘的偏心相位关系和联轴器不对中对滑动轴承油膜稳定性的影响规律;通过对比轮盘偏心相位关系对单跨转子系统和多跨转子系统油膜稳定性的影响规律,揭示了单跨转子系统和复杂多跨转子系统中轮盘的不平衡偏心相位对油膜稳定性影响的差异;考虑船用汽轮机工况的特殊性,研究在工作转速下,船体的浮动和摆动对转子系统轴心轨迹和油膜稳定性的影响;通过与单跨Jeffcott转子实验台的实验结果进行对比,验证了理论研究的正确性。最后,考虑人字齿两级封闭差动行星减速器结构的特殊性,建立船用汽轮机—行星齿轮减速器耦合动力学模型,研究系统的耦合振动特性,分析耦合动力系统的振动特性和非耦合系统振动特性的区别,研究船体的浮动和摆动对系统耦合振动特性的影响,分析船用汽轮机和行星减速器系统的相互影响关系。
焦卫东,蒋永华,李刚,蔡建程[8]（2020）在《任意斜裂纹转子的耦合振动研究》文中认为对包含不同类型裂纹（横裂纹、横-斜裂纹以及任意斜裂纹）的转子的耦合振动进行研究,以揭示裂纹转子在不同方向上刚度参数的变化规律及其交叉耦合机理,特别是由此引发的振动特征.对于包含不同类型裂纹的转子轴段,采用六自由度Timoshenko梁单元模型对其进行单元建模,并基于应变能理论推导计算柔度参数和刚度矩阵.在此基础上,采用纽马克-β数值算法求解裂纹转子的运动方程,获得裂纹转子在单故障或多故障激励（不平衡激励、扭转激励或不平衡激励加扭转激励）作用下的耦合振动响应,进而分析耦合振动谱特征.与横裂纹和横-斜裂纹相比,任意斜裂纹使转子刚度矩阵的交叉耦合效应更显着,导致转子发生更强烈的弯-扭耦合甚至是纵-弯-扭耦合振动.无论是在不平衡激励还是扭转激励作用下,弯曲振动与扭转振动幅度都更大.而且,包含不同类型裂纹的转子的耦合振动特征频率,例如旋转基频与二倍频、扭转激励频率及其边带成分的幅值,对裂纹面方向角具有不同的敏感性.所得的这些研究结果,可以为转子裂纹的特征参数辨识与诊断提供理论依据.
吴洋海[9]（2020）在《大型汽轮发电机转子裂纹故障诊断技术的研究》文中提出随着我国大型汽轮发电机组朝着高参数,大容量方向发展,对发电机组的安全性和可靠性提出了新的挑战。转子裂纹是汽轮发电机组的重大故障隐患之一,裂纹的产生将对发电机组的安全运行构成重大威胁,应极力避免。基于此,本文将对大型汽轮发电机转子的裂纹产生机理进行研究,提出发电机转子裂纹故障的诊断方法,为预防和提前发现转子裂纹提供重要理论依据和技术手段。首先,论文以发电机转子最容易产生疲劳失效的联轴器-转轴热套装配体为研究对象,基于有限元方法,建立了考虑非线性接触和非线性本构的力学分析模型。在不同工序、转速、温升和扭矩工况下,采用生死单元技术和多载荷步方法进行了结构应力计算。结合古德曼直线,对结构的疲劳特性进行了分析,揭示了发电机转子裂纹的产生机理。其次,对含裂纹多跨转子的动力学特性进行了研究。建立了包含汽轮机低压缸转子、发电机转子和集电环转子的多跨转子动力学模型,研究了不同位置和不同破坏程度裂纹对转子横向和扭转两个方向振动特性的影响规律,为大型汽轮发电机组多跨转子的裂纹故障诊断和定位提供了理论基础。再次,提出了汽轮发电机组裂纹故障的诊断与排除方法。将与转子裂纹故障易发生混淆和易耦合发生的典型故障归纳为质量不平衡类故障、碰磨故障和热态不平衡类故障,建立了各故障类型和两个频率成分与四个工况参数的关系模型,形成了系统的汽轮发电机转子裂纹故障诊断排除法,为转子裂纹故障的现场诊断提供了有效手段。在以上研究基础上,以土耳其Biga电厂的600MW汽轮发电机组转子为试验对象,在现场搭建了振动数据采集试验系统,进行了故障排除试验和动平衡试验,实现了转子裂纹故障的诊断,探伤检测结果也验证了裂纹产生机理分析的正确性和有效性。
汪畅[10]（2020）在《非线性双转子振动特性分析及能量轨道研究》文中研究指明双转子系统是航空发动机和燃气轮机等现代高端装备的核心部件,它具有转速高、温度高、负荷大和柔性结构耦合等特点。非线性双转子系统动力学研究对“两机”的结构设计、故障检测和维护具有重要意义。本文基于双转子系统结构特点,考虑转子系统非线性弹簧特性提出一种全新的双转子系统动力学模型。另外,考虑到相空间分析会弱化系统耦合关系,本文提出基于能量空间的振动能量分析方法,并用于分析系统的非线性振动特征。本文以集中质量法构建了三种典型单转子模型的动力学方程,在此基础上,针对高维非线性弹簧特性进行了系统地建模,详细推导了四自由度转子系统的非线性势能表达式。研究表明,非线性弹簧特性将诱发转子系统产生亚谐波共振,并且各非线性系数与亚谐波共振的阶数具有一一对应关系。在非线性弹簧特性的基础上,本文采用拉格朗日方程推导了双转子系统非线性动力学模型。结合数值仿真和数学分析,双转子系统的线性振动响应得到系统地分析。低压转子的Campbell图显示,高、低压转子耦合关系造成低压转子产生耦合临界转速,且与高压转子临界转速一致。另外,双转子系统的共振响应显示,高、低压转子之间的反向旋转造成低压转子轴心轨迹为椭圆。考虑到双转子系统非线性动力学模型的复杂性,本文应用遗传算法改进谐波平衡法,并结合Floquet理论实现系统近似理论分析及稳定性判定。近似理论解与数值仿真结果具有很好地一致性,验证了方法的正确性。结合相空间分析相关理论,本文详细阐述了基于能量空间的振动能量分析方法。研究显示,能量轨道可以很好地展现不同非线性振动的特点,且能量轨道很好地验证了关于非线性系数的理论分析结果。基于双转子系统非线性动力学模型,本文首次分析了双转子系统的内共振现象和亚谐波共振。通过分析低压转子耦合临界转速附近的内共振现象,发现高、低压转子之间的能量传递造成高压转子发生类似于内共振的复杂非线性振动。本文重点分析了双转子系统的1/2阶和1/3阶亚谐波共振,并发现1/2阶和1/3阶亚谐波共振表现为解空间中的独立分支解。另外,本文分析了强非线性条件下双转子系统的振动响应。结果显示,系统出现拍振、概周期运动和混沌运动等复杂的非线性振动,且各振动形态之间过渡具有突变性。本文研究结果将为分析双转子系统非线性振动响应提出新的研究方向和研究方法,为双转子系统振动分析与控制提供理论依据。
二、裂纹转子振动特性的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、裂纹转子振动特性的研究（论文提纲范文）
（1）能量空间裂纹转子振动特性与诊断研究（论文提纲范文）
| 1 裂纹转子模型及动力学方程 |
| 1.1 转子系统的数学模型 |
| 1.2 裂纹转子的刚度模型 |
| 1.3 裂纹模型 |
| 1.4 非线性弹簧恢复力数学模型 |
| 1.5 无量纲非线性裂纹转子动力学方程 |
| 2 相空间与能量空间中振动特性分析 |
| 2.1 转子的振动特性理论解的诱导 |
| 2.2 线性裂纹转子的振动能量特性分析 |
| 2.3 非线性裂纹转子的能量特性分析 |
| 2.4 裂纹转子的相频谱与能量频谱对比 |
| 2.4.1 裂纹深度的变化 |
| 2.4.2 裂纹与偏心位置的变化 |
| 2.4.3 非线性参数的变化 |
| 3 基于能量轨道的裂纹诊断研究 |
| 3.1 不同裂纹深度引发能量轨道变化(主谐波共振) |
| 3.2 不同裂纹参数引发能量轨道变化(亚谐波共振) |
| 3.3 实验验证 |
| 4 结论 |
（2）陀螺效应对存在裂纹扩展的裂纹转子的非线性动力学特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 陀螺效应下存在裂纹扩展的转子刚度模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 陀螺力矩模型 |
| 2.3 刚度模型 |
| 2.3.1 Ⅰ型裂纹刚度模型 |
| 2.3.2 Ⅱ型裂纹的刚度模型 |
| 2.3.3 Ⅲ型裂纹的刚度模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 陀螺力矩下存在发展中裂纹的转子系统刚度时变规律分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 陀螺效应下不同裂纹类型转子系统的刚度时变规律 |
| 3.2.1 Ⅰ型裂纹下裂纹转子系统的刚度变化规律分析 |
| 3.2.2 Ⅱ型裂纹下裂纹转子系统的刚度变化规律分析 |
| 3.2.3 Ⅲ型裂纹下裂纹转子系统的刚度变化规律分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 陀螺效应下存在裂纹扩展的裂纹转子的非线性振动分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 裂纹转子运动方程 |
| 4.2.1 Ⅰ型裂纹转子运动方程 |
| 4.2.2 Ⅱ型裂纹转子运动方程 |
| 4.2.3 Ⅲ型裂纹转子运动方程 |
| 4.3 不同裂纹类型对裂纹转子系统非线性特性的影响 |
| 4.3.1 Ⅰ型裂纹对裂纹转子系统非线性特性的影响 |
| 4.3.2 Ⅱ型裂纹对裂纹转子系统非线性特性的影响 |
| 4.3.3 Ⅲ型裂纹对裂纹转子系统非线性特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 陀螺效应下存在裂纹扩展的裂纹转子的稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于李雅普诺夫指数的稳定性验证 |
| 5.3 三种不同裂纹类型下基于李雅普诺夫指数的稳定性分析 |
| 5.3.1 Ⅰ型裂纹下的裂纹转子系统稳定性分析 |
| 5.3.2 Ⅱ型裂纹下的裂纹转子系统稳定性分析 |
| 5.3.3 Ⅲ型裂纹下的裂纹转子系统稳定性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 呼吸裂纹转子稳定性试验 |
| 6.2.1 呼吸裂纹转子试验台 |
| 6.2.2 试验内容与过程 |
| 6.2.3 试验数据分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 研究总结及讨论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）重型燃气轮机空心轴裂纹转子故障特征及定位定量识别（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 裂纹转子系统的非线性动力学特性研究现状 |
| 1.3 呼吸裂纹转子故障特征研究现状 |
| 1.4 空心轴裂纹转子研究现状 |
| 1.5 裂纹参数识别方法研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 裂纹转子-轴承系统动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元法介绍 |
| 2.2.1 刚性圆盘单元分析 |
| 2.2.2 弹性轴段单元分析 |
| 2.3 裂纹建模 |
| 2.3.1 方波模型与余弦模型 |
| 2.3.2 高朱模型 |
| 2.3.3 中性轴法 |
| 2.3.4 应力强度因子为零法 |
| 2.4 裂纹单元刚度 |
| 2.4.1 实心轴裂纹单元刚度 |
| 2.4.2 空心轴裂纹刚度分析 |
| 2.5 转子动力学建模及求解 |
| 2.5.1 转子动力学建模 |
| 2.5.2 Newmark-β法求解动力学方程 |
| 2.6 轴承-裂纹转子模型 |
| 2.7 裂纹对转子动力学特性的影响 |
| 2.7.1 裂纹转子动力学响应 |
| 2.7.2 转子的亚临界共振 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 空心轴呼吸裂纹动力学特性及故障特征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 裂纹深度对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 3.3 裂纹位置对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 3.4 不平衡量大小对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 3.5 不平衡量与裂纹之间夹角对转子动力学特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 空心轴常开裂纹动力学特性及故障特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 裂纹相对深度对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 4.3 裂纹位置对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 4.4 不平衡量大小对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 4.5 不平衡量与裂纹之间夹角对转子动力学特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于KRIGING代理模型的裂纹参数识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 裂纹KRIGING代理模型的建立 |
| 5.2.1 Kriging代理模型 |
| 5.2.2 Kriging代理模型在裂纹转子系统中的应用 |
| 5.3 拉丁超立方采样 |
| 5.4 裂纹转子KRIGING代理模型的参数识别 |
| 5.4.1 呼吸裂纹模型样本频率成分的选取 |
| 5.4.2 常开裂纹模型样本频率成分的选取 |
| 5.5 计算机试验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（4）考虑汽轮机汽流激振时裂纹转子的振动特性研究（论文提纲范文）
| 1 裂纹转子系统模型 |
| 1.1 汽流激振力模型 |
| 1.2 裂纹轴刚度模型 |
| 1.3 汽流激振力作用下裂纹转子模型 |
| 2 激振力作用下含裂纹转子系统模型 |
| 3 数值计算及分析 |
| 3.1 汽流激振力对裂纹转子振动特性的影响 |
| 3.2 偏心量对转子系统振动特性的影响 |
| 4 结 论 |
（5）裂纹转子故障特征及裂纹定位定量识别（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 呼吸裂纹转子故障特征研究现状 |
| 1.3 裂纹参数识别方法研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 裂纹转子-轴承动力学建模 |
| 2.1 裂纹建模 |
| 2.1.1 裂纹单元刚度的计算方法 |
| 2.1.2 应力强度因子的计算 |
| 2.1.3 应变能释放率计算单元柔度矩阵 |
| 2.1.4 呼吸函数模型 |
| 2.2 裂纹单元刚度 |
| 2.2.1 常开裂纹单元刚度 |
| 2.2.2 呼吸裂纹单元刚度 |
| 2.3 转子动力学建模及求解 |
| 2.3.1 转子动力学建模 |
| 2.3.2 Newmark-β法求解动力学方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 裂纹转子动力学特性及故障特征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴承-裂纹转子模型 |
| 3.3 裂纹对转子动力学特性的影响 |
| 3.3.1 裂纹转子动力学响应 |
| 3.3.2 裂纹转子的亚临界共振 |
| 3.4 裂纹深度对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 3.5 裂纹位置对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 3.6 不平衡量大小对裂纹转子动力学特性的影响 |
| 3.7 不平衡量与裂纹之间夹角对转子动力学特性的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 基于KRIGING代理模型的裂纹参数识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 裂纹KRIGING代理模型的建立 |
| 4.2.1 Kriging代理模型 |
| 4.2.2 裂纹转子的Kriging代理模型 |
| 4.3 拉丁超立方采样 |
| 4.4 裂纹转子KRIGING代理模型的参数识别 |
| 4.4.1 样本频率成分的选取 |
| 4.4.2 选取待测样本测点 |
| 4.5 计算机试验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于神经网络的裂纹参数识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 人工神经网络 |
| 5.3 裂纹转子神经网络建立 |
| 5.4 裂纹参数识别及准确性验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）横向裂纹转子-轴承系统振动信号降噪与故障特征提取研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 相关研究与发展 |
| 1.2.1 裂纹故障的研究 |
| 1.2.2 不平衡磁拉力的研究 |
| 1.2.3 流形学习算法的研究 |
| 1.2.4 故障特征提取的研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 横向裂纹转子-轴承系统模型及运动微分方程研究 |
| 2.1 不平衡磁拉力计算 |
| 2.1.1 计算气隙磁导 |
| 2.1.2 计算气隙磁场能 |
| 2.1.3 电磁刚度表示的不平衡磁拉力 |
| 2.2 裂纹模型 |
| 2.3 系统模型及微分方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 转子-轴承系统动力学特性分析研究 |
| 3.1 不平衡磁拉力对系统振动的影响 |
| 3.2 电磁刚度对裂纹转子-轴承系统振动的影响 |
| 3.3 质量偏心对裂纹转子-轴承系统振动的影响 |
| 3.4 裂纹角对转子-轴承系统振动的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 转子-轴承系统振动信号变分模态分解 |
| 4.1 变分模态分解原理及算法 |
| 4.1.1 变分问题构造 |
| 4.1.2 变分问题求解 |
| 4.1.3 变分模态分解算法步骤 |
| 4.2 振动信号变分模态分解研究 |
| 4.2.1 模态数目的选取 |
| 4.2.2 最优分量的选取 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.3 重构参数的选取 |
| 4.3.1 嵌入维数 |
| 4.3.2 延迟时间 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统故障数据集局部切空间算法降噪研究 |
| 5.1 流形学习理论研究 |
| 5.1.1 线性降维 |
| 5.1.2 非线性降维方法 |
| 5.2 基于VMD和 LTSA的故障信号降噪 |
| 5.3 基于EMD和 LTSA的故障信号降噪 |
| 5.4 降噪效果评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 系统振动信号的故障特征提取研究 |
| 6.1 局部均值分解与能量熵原理 |
| 6.1.1 局部均值分解 |
| 6.1.2 能量熵 |
| 6.1.3 局部均值分解结合能量熵的故障特征提取步骤 |
| 6.2 数据分析与结果 |
| 6.2.1 局部均值分解与能量熵相结合的故障特征提取 |
| 6.2.2 集合经验模态分解结合能量熵的故障特征提取 |
| 6.2.3 故障特征提取研究有效性验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要参与项目及成果 |
（7）船用汽轮机-行星齿轮减速器轴系动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源和背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 研究现状与存在问题 |
| 1.2.1 行星齿轮减速器研究现状 |
| 1.2.2 船用汽轮机研究现状 |
| 1.2.3 联轴器研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 人字齿封闭差动行星齿轮减速器动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 人字齿封闭差动行星齿轮减速器差动级动力学模型 |
| 2.2.1 差动级太阳轮—行星轮动力学模型 |
| 2.2.2 差动级内齿圈—行星轮动力学模型 |
| 2.2.3 差动级行星架—行星轮动力学模型 |
| 2.2.4 行星架支撑轴承动力学模型 |
| 2.3 人字齿封闭差动行星齿轮减速器封闭级动力学模型 |
| 2.3.1 封闭级太阳轮—行星轮动力学模型 |
| 2.3.2 封闭级内齿圈—行星轮动力学模型 |
| 2.3.3 封闭级行星架—行星轮动力学模型 |
| 2.4 人字齿封闭差动行星齿轮减速器联轴器动力学模型 |
| 2.4.1 直齿联轴器动力学模型 |
| 2.4.2 斜齿联轴器动力学模型 |
| 2.5 人字齿封闭差动行星齿轮减速器系统动力学模型 |
| 2.6 齿轮重力和啮合间隙对减速器输出轴动力学特性的影响 |
| 2.7 行星齿轮减速器振动特性实验验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 人字齿封闭差动行星减速器动力学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 斜齿轮传动的时变啮合刚度计算 |
| 3.3 齿轮误差对减速器输出轴动力学特性的影响 |
| 3.3.1 齿轮误差的等效位移计算 |
| 3.3.2 齿轮误差对输出轴动态特性的影响 |
| 3.3.3 左右侧斜齿轮误差相位对输出轴动态特性的影响 |
| 3.4 斜齿轮错位啮合对减速器输出轴动力学特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 船用汽轮机转子—轴承系统动力学特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 船用汽轮机转子—轴承系统动力学模型 |
| 4.2.1 刚性圆盘单元动力学模型 |
| 4.2.2 弹性轴段单元动力学模型 |
| 4.2.3 轴承单元动力学模型 |
| 4.2.4 汽轮机转子—轴承系统动力学模型 |
| 4.3 JEFFCOTT转子—轴承系统固有特性计算 |
| 4.4 轮盘偏心相位对单跨JEFFCOTT转子系统稳定性的影响 |
| 4.5 单跨JEFFCOTT转子系统实验验证 |
| 4.6 轮盘偏心相位对多跨JEFFCOTT转子系统稳定性的影响 |
| 4.7 船用汽轮机转子—轴承系统动态特性研究 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 船用汽轮机—行星减速器耦合振动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 船用汽轮机—行星减速器系统耦合动力学模型 |
| 5.3 船用汽轮机—行星减速器系统轴系的固有特性研究 |
| 5.4 船用汽轮机在耦合动力系统中的振动特性 |
| 5.4.1 无外激励时船用汽轮机的耦合振动特性 |
| 5.4.2 偏心轮盘位置对船用汽轮机耦合振动特性的影响 |
| 5.4.3 轮盘偏心距对汽轮机耦合振动特性的影响 |
| 5.4.4 偏心轮盘相位差对船用汽轮机耦合振动特性的影响 |
| 5.4.5 船体浮摆对船用汽轮机耦合振动特性的影响 |
| 5.5 行星齿轮减速器在耦合动力系统中的振动特性 |
| 5.5.1 无外激励时行星减速器的耦合振动特性 |
| 5.5.2 齿轮误差对行星减速器耦合振动特性的影响 |
| 5.5.3 左右侧斜齿轮错位啮合对行星减速器耦合振动特性的影响 |
| 5.6 船用汽轮机轴系与行星减速器振动特性的相互影响研究 |
| 5.6.1 齿轮误差对轴系振动特性的影响 |
| 5.6.2 船舶浮动和摆动对行星齿轮减速器振动特性的影响 |
| 5.6.3 联轴器不对中对行星齿轮减速器系统振动特性的影响 |
| 5.6.4 轮盘偏心位置对行星齿轮减速器振动特性的影响 |
| 5.6.5 轮盘偏心相位对行星齿轮减速器振动特性的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）大型汽轮发电机转子裂纹故障诊断技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的工程需求及现实意义 |
| 1.3 转子裂纹的国内外研究现状及分析 |
| 1.3.1 转子裂纹力学特性的国内外研究现状 |
| 1.3.2 转子裂纹故障诊断方法的研究现状 |
| 1.3.3 当前研究存在的不足 |
| 1.4 论文的主要内容与章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 发电机转子裂纹的产生机理 |
| 2.1 联轴器-转轴的几何模型与热套工艺 |
| 2.1.1 联轴器热套装配体的几何结构 |
| 2.1.2 联轴器热套装配体的材料参数 |
| 2.1.3 联轴器热套工艺 |
| 2.2 联轴器-转轴的有限元建模 |
| 2.2.1 有限元方法概述 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.2.3 接触设置 |
| 2.2.4 边界条件的设置 |
| 2.3 联轴器-转轴的裂纹产生机理分析 |
| 2.3.1 不同工况下的应力计算与分析 |
| 2.3.2 材料疲劳极限曲线 |
| 2.3.3 联轴器-转轴的疲劳分析 |
| 2.3.4 裂纹产生机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 含裂纹多跨转子的动力学特性分析 |
| 3.1 转子裂纹的刚度模型 |
| 3.1.1 健康转子的刚度模型 |
| 3.1.2 裂纹对转子刚度的削弱 |
| 3.1.3 转子裂纹的刚度模型 |
| 3.2 汽轮发电机转子的动力学建模 |
| 3.3 裂纹对转子横向振动特性的影响 |
| 3.3.1 裂纹对转子临界转速的影响 |
| 3.3.2 裂纹对转子振动响应的影响 |
| 3.4 裂纹对转子扭转振动特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 发电机转子裂纹故障的诊断排除法 |
| 4.1 发电机转子振动信号的特点 |
| 4.1.1 振动信号的来源 |
| 4.1.2 1X基频和2X倍频 |
| 4.1.3 工况参数 |
| 4.2 质量不平衡类故障的排除 |
| 4.2.1 质量不平衡故障的排除 |
| 4.2.2 转子对中不良故障的排除 |
| 4.3 碰磨故障的排除 |
| 4.4 热态不平衡类故障的排除 |
| 4.4.1 匝间短路故障的排除 |
| 4.4.2 绕组伸缩不畅故障的排除 |
| 4.4.3 冷却系统故障的排除 |
| 4.5 转子裂纹故障的诊断排除法 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 发电机转子现场试验与裂纹故障诊断 |
| 5.1 试验对象及故障现象 |
| 5.1.1 试验对象 |
| 5.1.2 故障现象 |
| 5.2 试验系统搭建 |
| 5.3 故障排除试验与数据分析 |
| 5.3.1 转子对中不良故障故障的排除 |
| 5.3.2 密封瓦碰磨故障的排除 |
| 5.3.3 匝间短路故障的排除 |
| 5.4 动平衡试验与数据分析 |
| 5.5 裂纹故障的确诊与成因分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要工作与创新点 |
| 6.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（10）非线性双转子振动特性分析及能量轨道研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非线性单转子系统动力学研究现状 |
| 1.2.2 非线性双转子系统动力学研究现状 |
| 1.2.3 转子动力学领域对能量变化规律的研究现状 |
| 1.3 本课题的研究内容和研究步骤 |
| 第二章 考虑转子非线性弹簧特性的单转子系统 |
| 2.1 2DOF单转子系统动力学模型 |
| 2.1.1 Jeffcott转子模型 |
| 2.1.2 考虑陀螺力矩的2DOF转子模型 |
| 2.2 4DOF单转子系统动力学模型 |
| 2.3 转子非线性弹簧特性及能量轨道 |
| 2.3.1 转子非线性弹簧特性 |
| 2.3.2 转子系统能量轨道 |
| 2.3.3 转子系统非线性恢复力 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 考虑转子弹簧特性的双转子系统建模 |
| 3.1 双转子系统动力学模型 |
| 3.2 双转子系统固有频率分析 |
| 3.3 线性双转子系统振动分析 |
| 3.3.1 数值仿真分析 |
| 3.3.2 数学分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双转子系统非线性动力学分析理论 |
| 4.1 谐波平衡法 |
| 4.2 Floquet理论 |
| 4.3 基于能量空间的振动能量分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 非线性双转子振动特性分析及能量轨道分析 |
| 5.1 双转子系统的内共振分析 |
| 5.1.1 双转子系统的内共振现象 |
| 5.1.2 不同非线性系数对共振响应的影响 |
| 5.1.3 基于能量空间的振动响应分析 |
| 5.1.4 基于能量轨道的能量传递分析 |
| 5.2 双转子系统亚谐波共振分析 |
| 5.2.1 1/2亚谐波共振分析 |
| 5.2.2 1/3亚谐波共振分析 |
| 5.2.3 振动能量数学分析 |
| 5.3 双转子系统强非线性模型 |
| 5.3.1 非线性系数β~((0)) |
| 5.3.2 非线性系数ε~((1)) |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
四、裂纹转子振动特性的研究（论文参考文献）
- [1]能量空间裂纹转子振动特性与诊断研究[J]. 刘军,张宇,汪畅,张冕. 哈尔滨工程大学学报, 2022
- [2]陀螺效应对存在裂纹扩展的裂纹转子的非线性动力学特性的影响[D]. 韩嘉桢. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]重型燃气轮机空心轴裂纹转子故障特征及定位定量识别[D]. 赵御勃. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]考虑汽轮机汽流激振时裂纹转子的振动特性研究[J]. 瓮雷,张磊. 振动与冲击, 2020(22)
- [5]裂纹转子故障特征及裂纹定位定量识别[D]. 王维强. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [6]横向裂纹转子-轴承系统振动信号降噪与故障特征提取研究[D]. 张小菲. 西安理工大学, 2020
- [7]船用汽轮机-行星齿轮减速器轴系动力学特性研究[D]. 莫文超. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]任意斜裂纹转子的耦合振动研究[J]. 焦卫东,蒋永华,李刚,蔡建程. 力学学报, 2020(02)
- [9]大型汽轮发电机转子裂纹故障诊断技术的研究[D]. 吴洋海. 上海交通大学, 2020(01)
- [10]非线性双转子振动特性分析及能量轨道研究[D]. 汪畅. 天津理工大学, 2020(05)