一、有限元法分析水电机组轴系的临界转速（论文文献综述）
范宇宏[1]（2021）在《水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析》文中研究说明在国家电力系统规模扩大化和能源结构形式多样化的背景下,风能、太阳能等随机可再生能源将会更多地被电力系统所消纳。随着水电在电力系统所占比重不断增加,其对电网安全稳定运行所带来的影响也日益突出,相应水力发电机组的安全稳定运行成为水利水电工程领域关注的热点问题。深入分析水轮发电机组的振动机制将能更好地确保其运行稳定性,有效减轻甚至避免振动故障给机组带来的潜在危害。本文以水轮发电机组轴系为研究对象,采用转子动力学理论和有限元分析方法,对机组转子-轴承系统在机械及电磁外激励作用下的动力特性进行了分析,论文主要研究内容如下:（1）针对以往利用有限元方法建立机组轴系模型多未考虑轴向自由度的情况,本文以单节点4自由度Euler梁为基础,将轴向位移纳入轴系整体,推导并建立了相应的单节点5自由度水电机组转子-轴承有限元模型,从而为后续展开轴系在多振源激励下的动态特性研究提供模型基础。（2）针对由机械、电磁因素引起的定、转子碰摩问题,构建了考虑动静偏心影响的不平衡磁拉力模型。在此基础上,利用Newmark-β和Newton-Raphson相结合方法,同时借助Poincaré映射图、轴心轨迹图、时域图和频谱图等非线性分析手段对机组轴系在多振源激励下的振动特性进行了研究,对比了有无轴向自由度及轴向电磁力对系统横向振动特性的影响。本文研究成果可为水轮发电机组轴系振动研究提供参考。
魏铭硕[2]（2021）在《基于有限元法的汽轮发电机轴系动态特性及阻尼特性研究》文中进行了进一步梳理伴随着我国工业经济的迅速发展,电力系统的稳定性变得尤为重要。我国目前仍以火力发电为主,随着机组容量变大,轴系变长,刚度下降,同时用电负荷呈现多样性,大量新型电力电子技术得到应用,这些因素均易引发机电耦合现象,导致大型汽轮发电机组轴系振动大,进而产生轴系断裂、减少轴系疲劳寿命等现象。由于汽轮发电机组尺寸的不断增大,固有频率在频率范围内存在20至30阶被电力系统激发,当电网谐振频率与固有频率互补时,电磁转矩会比稳态时增大500倍,因此汽轮发电机对电网系统引起的振动是非常敏感的。针对轴系扭振的研究,仿真模型大多基于集中质量模型,以3质块或6质块模型作为计算固有频率的基础模型,由此关于抑制次同步振荡的方法也均基于该模型之上。虽然简单集中质量模型已足以概括轴系固有频率的特征,但却只能求取低阶模态,且更不适用基于改变串补度来抑制次同步振荡的方法,并且在疲劳寿命分析上也不适用,无法体现轴系内部的扭转力矩。汽轮发电机因为非常复杂的结构使得构建模型且分析其动态特性非常困难。基于上述分析,有限元方法的提出顺利的解决了这个问题,仿真软件ANSYS为有限元分析的实现提供了便利。本文以某600MW汽轮发电机组为研究对象,主要研究内容如下:基于有限元法,利用三维绘图软件SOLIDWORKS合理绘制简化后的轴系模型,通过ANSYS软件分析其固有特性和主振型,并与传统分析方法传递矩阵法以及IEEE第一标准型6质块分析法进行对比,得出了有限元法分析的优缺点。针对建立的汽轮发电机轴系模型,对汽轮发电机轴系进行有限元瞬态分析,研究轴系在额定工况下施加三相短路扭矩后的稳定性,仿真以发电机靠近汽轮机低压缸侧的轴承为例,得到了该轴承径向的位移大小和变化趋势,并基于此模型分析了转子轴承的接触阻尼系数对轴系关键轴承径向振动的影响,为研究汽轮发电机组在受到电气侧故障时的轴系动态特性提供了重要仿真依据。基于有限元法建立的连续质量模型所得固有频率,以IEEE第一标准模型为仿真原型,用PSCAD仿真软件研究了电气阻尼系数与串补度的关系,并根据轴系弯扭耦合振动理论发现了IEEE第一标准模型关于抑制次同步振荡方法存在的问题:只考虑改变串补度避开扭振固有频率,而没有考虑弯扭耦合振动,验证了连续质块模型（有限元法）求得的固有频率对次同步振荡研究的有效性。为了抑制汽轮发电机轴系振动,本文提出了一种新的双端驱动汽轮发电机模型,分别用有限元仿真软件ANSYS以及MATLAB对新的轴系模型进行分析,对比施加三相短路故障后双端驱动与单端驱动的轴系振动,表明双端驱动汽轮发电机在抑制轴系振动上有非常良好的效果。
司和勇[3]（2021）在《密封激振下汽轮机转子的动力特性及稳定性分析》文中研究说明汽轮机组作为大型旋转机械,其转子振动失稳严重影响设备运行的安全。随着机组向高参数、大容量方向发展,密封汽流激振成为诱导转子失稳的主要因素之一,尤其是超超临界汽轮机组,其密封汽流激振问题更加突出。本文着手于汽轮机转子真实涡动情况,建立转子涡动模型,深入分析密封汽流激振的产生机制。将数值模拟与理论算法有机结合,对密封动力特性、转子运动特征以及汽轮机高压转子轴系响应展开分析,得到密封汽流激振诱导转子失稳的机理、过程和特征,分析密封汽流激振对转子稳定性影响,为机组的设计和稳定运行提供坚实的理论基础和技术保障。首先,针对当前转子涡动模型过度假设导致计算结果失真的问题,通过用户自定义函数（UDF）DEFINE＿CG＿MOTION和DEFINE＿PROFILE控制宏编译转子公转和自转的运动方程。分析了齿顶间隙对汽轮机动叶栅内泄漏蒸汽与主蒸汽的掺混、高损失区域体熵增率的影响。在此基础上,对密封流场周向和轴向的压力脉动特性进行研究,分析不均匀间隙对密封流场压力分布的影响特性,研究压力脉动诱导密封汽流激振的主要区域以及主要频率分量,得到密封汽流激振与密封流场特性的内在联系。密封泄漏蒸汽通过动叶栅通道时受通道涡的卷吸夹带作用,其影响范围沿径向向叶中迁移。转子涡动时,密封入口齿顶压力波动更剧烈,密封高压区的压力波幅剧增是使汽流激振显着的主要原因。其次,基于多频涡动方程和小扰动理论,求解非线性密封汽流激振力,利用力与位移的相频特性揭示密封汽流激振对转子的作用过程。通过MATLAB快速傅里叶变换求解频域下的密封动力系数,以机组热耗验收工况（THA）设定100%、75%、40%、30%THA边界参数,分析机组在升负荷过程中密封汽流激振的动力特性变化。应用Workbench流固耦合模型,将密封流场的热负荷和离心作用施加到转子表面,研究其对密封动力特性的影响。基于相对旋转模型分别建立静子与转子的涡动方程,实现大直径转子的锥形多频涡动,得到转子锥形涡动时的密封动力特性。以密封结构参数为影响因素建立四元二次正交试验,分析主要因素的影响并进行优化,得到动力稳定性较好的密封结构比例。多频涡动的密封汽流激振力呈非线性变化,机组负荷、热载荷以及转子涡动形式均严重影响密封动力特性,当密封结构参数比为:齿宽:间隙:腔深:齿距=2.3:1:18:25时,密封-转子的动力不稳定区消失。再次,根据单盘Jeffcott转子模型的运动微分方程建立符合单轮盘汽轮机转子的运动方程,考虑自转速度、涡动频率、转子偏心率等参数,将频域的非线性密封汽流激振力拟合成函数并耦合到转子的运动微分方程中。通过MATLAB编程Runge-Kutta法求解转子非线性运动的轴心轨迹。在此基础上,拟合不同密封结构的汽流激振力,分析密封结构因素对转子运动的影响。基于轴心轨迹,Lyapunov指数分析密封汽流激振作用下转子运动的稳定性。根据转子运动的周期特性和轴心振幅的波动特性,确定转子运动中的易发生失稳的负荷区域以及主要分频。非线性汽流激振力可导致转子涡动中心偏移、运动具有较强的非线性。振动频率出现1/2转速频率、一阶临界转速频率（约为2/3分频）以及1/2转速以下的低频。随着机组负荷的增加,转子运动的混沌区域变宽,最大Lyapunov指数大于零,系统容易失稳。最后,采用集总参数法对1000MW高压转子模化,建立各向异性支承的转子振动方程,利用Riccati传递矩阵法计算设计参数下的轴系固有频率、主振型以及各结点的轨迹,对结果进行验证,确保计算的准确性。在此基础上,基于所得到的密封汽流激振力和影响因素的关系,将密封汽流激振作用简化为外部轴承支承施加到轴系上,得到密封汽流激振对轴系响应特性的影响。密封汽流激振对转子临界转速影响较小,对转子一阶振型的幅值和稳定性影响较大。密封汽流激振导致一阶振型的起始点幅度增加。
舒浩[4]（2021）在《基于轴系参数辨识的无试重模态动平衡方法》文中认为旋转机械日益由低转速、小功率向高转速、大功率迈进,转子振动影响着机械系统的高效运行,研究表明,大约70%的转子振动故障来源于转子不平衡问题,因此,转子动平衡方法的研究至关重要;而现有动平衡方法中,大多需要添加试重,这势必会降低平衡效率且在一定程度上对零件表面结构造成破坏,因此,越来越多的学者向无试重平衡法展开了研究;除此之外,集中不平衡质量模型被广泛应用于转子不平衡参数识别中,此时,未考虑不平衡量在轴上的任意分布及轴承特性参数对转子振动的影响;且在平衡盘数量有限时,传统平衡方法降振效果不明显。因此,本文基于转子的偏心为空间曲线这一基本假设,通过轴承处的振动对分布不平衡及轴承特性参数进行辨识,并将其运用到无试重模态平衡方法中。本文首先介绍了转子动力学的相关知识,包括临界转速、模态振型、不平衡响应的计算,详细阐述了影响系数法与无试重模态平衡法,为动平衡仿真提供理论基础;其次,采用有限元子结构法建立了转子-轴承系统模型,构造了轴承处振动与质量偏心曲线系数之间的关系矩阵,通过给定转子质量偏心,获取了多组转速下轴承处的振动数据;然后,构造了轴承处的响应与偏心曲线系数和轴承特性参数之间的关系矩阵,通过该振动数据,实现偏心曲线系数及轴承特性参数的辨识,并分析了有限元网格细化程度及转速个数对参数辨识的影响,通过辨识的实际运行状态下的轴承特性参数计算模态振型,并采用三次样条函数、拉格朗日插值函数等对离散振型数据进行曲线拟合得到振型函数,最后,通过质量偏心曲线及振型函数求解配重,实现无试重模态动平衡。以悬臂单盘转子-轴承系统为例,采用五次多项式函数表征转子质量偏心,分析不同偏心曲线系数组合对不平衡响应的影响,在四个不同转速下测量转子一倍频处的振动,随着不平衡量及转速的增大,轴承处振动越大;然后通过上述振动数据进行了参数辨识,进而求解配重,将配重添加到配重盘上,结果表明,平衡后的转子振动降低了50%左右,验证了该动平衡方法的有效性,由平衡效果可知,振型函数拟合效果越好,动平衡精度越高;最后,将该方法与单面影响系数法的平衡效果进行对比分析,表明该无试重模态平衡法较影响系数法好。本文考虑了分布不平衡质量模型,仅通过测量轴承处振动即可实现转子动平衡,无需添加试重,保证了零件表面结构不被破坏,提高了平衡效率,为高速运行的转子提供了平衡方法,降低了轴承处振动,且该方法可对转子振动状态监测提供指导。
于磊[5]（2021）在《水轮发电机非线性密封力振动近似解耦研究》文中研究表明振动一直是水轮发电机组运转时存在的不稳定因素。与机组容量增大和几何尺寸增大相伴而来的是更加严重的振动危害。水力、电气、机械因素是导致机组振动的三大因素,在轴系结构中,水轮机转轮上的附加外力有密封力、随机水力激励、尾水管压力脉动以及转轮叶片不均衡力等,发电机转子上的附加外力有机械不平衡力和不平衡磁拉力等。密封激振力是影响水轮机振动的附加外力之一。本文将Muszynska非线性密封力作为附加外力纳入轴系暂态振动微分方程的水轮机部分,得到轴系非线性密封力模型。并研究了非线性密封力影响下水轮机振动微分方程的近似解耦方法,为基于振动力学理论深入研究水轮机振动问题奠定基础。分别在额定工况和不同工况下,采用Runge-Kutta法数值模拟了近似解耦前后转子与转轮的振幅变化轨迹与形心轨迹,仿真表明,本文提出的近似解耦方法是有效的。本论文的主要工作如下:（1）介绍了导致水轮发电机组轴系振动的主要水力因素,机械因素和电气因素。详细介绍了密封力形成的原理以及线性与非线性密封力模型。（2）采用Muszynska非线性密封力模型来描述水轮机运行过程中所受的密封力,将该非线性密封力模型与机组轴系暂态模型相结合,得到了水轮机在非线性密封力影响下的振动微分方程,进而得到密封力作用下的机组轴系振动模型。研究轴系非线性密封力模型的近似解耦方法,为基于振动力学理论深入研究机组振动问题奠定基础。（3）额定工况下,对近似解耦前后的轴系非线性密封力模型进行了仿真,得到了转子和转轮的振幅变化轨迹,由图可知近似解耦后振幅曲线和形心轨迹曲线与未解耦时的曲线拟合较好。（4）额定工况下,通过控制变量仿真计算了近似解耦造成的振幅误差随密封参数变化的关系图,由图可知各密封参数变化时,振幅误差在较小的范围内变化。（5）不同工况下,仿真计算了不同幅值、不同转频的外力作用下的轴系非线性密封力模型,并得到了近似解耦前后转子、转轮的振幅轨迹和形心轨迹。表明了近似解耦方法的有效性。
王必成[6]（2021）在《超低温泵用高速永磁电机转子强度和模态分析》文中认为高速永磁电机具有体积小,功率密度大,效率高等特点,在很多领域被广泛应用,以高速永磁电机为核心的LNG泵在天然气产业具有广泛的前景。高速永磁电机转速高,转子外表面线速度大,永磁体抗拉强度差,强度问题尤为重要,而细长转子又会降低转子临界转速,导致高速工况有共振风险。特别是在低温环境,部分结构转子有着不同的机械特性,因此,本文基于一台额定功率40k W,额定转速35000r/min的超低温泵用高速永磁同步电动机,进行多种电机转子结构的机械强度计算和影响因素分析,并完成高速电机转子的模态分析、临界转速计算和影响因素分析。以电磁和机械性能为约束条件,得出了转子主要尺寸参数范围并确定参数,推导了转子强度数学计算模型并通过有限元法验证,并分析了转子应力分布,随后优化有限元算法;分析对比了过盈量、转子转速和温度对转子强度的影响;基于轴截面应力分布,提出了削弱端部应力的方法。阐述了有限元法常会遇到的应力奇异问题,基于此问题对后续结果进行处理。对转子结构几何形状不规则的表贴式转子和内置式转子结构应力进行计算;分析了三类典型材料的不同填充物、两种典型材料护套对表贴式转子强度的影响;并对削弱内置式转子应力方式进行分析。根据转子主要尺寸参数,对转轴进行设计,分别分析转轴、转子系统的自由模态和约束模态;通过坎贝尔图计算了转子系统的临界转速;分析了轴承的刚度和阻尼对转子系统临界转速的影响,以及转轴轴长的影响;基于强度计算分析了预应力对临界转速的影响。
许相坤[7]（2021）在《基于WS-ZHT3转子实验台的轮盘质量不平衡振动响应实验研究》文中提出汽轮机是火力发电厂的核心设备,其运行的稳定性和可靠性直接影响着火力发电厂的安全性和经济性。汽轮机转子质量不平衡是造成汽轮机运行故障最主要的原因之一,会造成机组内部动静之间的碰摩、汽封和油封机构损坏、轴承损伤、转子弯曲等一系列的安全隐患,严重时则会造成停机事故。所以研究汽轮机轮盘质量不平衡对振动响应产生的影响有着重要意义。论文基于WS-ZHT3多功能转子实验台,建立了质量不平衡转子模型,通过改变轮盘不平衡质量大小、两不平衡质量相对于轮盘形心所呈角度、不平衡质量径向位置和轮盘偏置量,对振动响应进行实验测量,分析了不同工况对转子振动响应的影响。本文主要研究内容及结果如下:（1）对在转轴中点位置的轮盘进行三点试重法单面动平衡实验,在轮盘对应角度添加平衡质量后,通过伯德图法进行单点和双点不平衡质量加重实验。结果表明:临界转速随不平衡质量增大而减小,临界转速下的振幅（最大振幅）和各个转速下的振幅随不平衡质量增大而增大;两个不平衡质量相对于轮盘形心所呈夹角越小,临界转速越小,振幅越大,两个不平衡质量相对于轮盘形心所呈夹角越大,临界转速越大,振幅越小。（2）通过改变轮盘不平衡质量径向位置,用伯德图法、频谱分析法和轴心轨迹法分别对转子各个工况下的振动响应进行实验测量,以保证实验数据的准确性,并引入灵敏度数学定义,分析了临界转速对不平衡质量径向位置改变量和对不平衡质量占轮盘质量百分比改变量的灵敏度。结果表明:不平衡质量在轮盘上的径向位置一定时,转子临界转速随着不平衡质量的增加而减小;不平衡质量占轮盘质量百分比一定时,不平衡质量在轮盘上的径向位置距离轮盘形心越远,转子临界转速越小;转子临界转速受轮盘不平衡质量改变量的影响效果远大于受不平衡质量径向位置改变量的影响效果。（3）分析了火电厂转子由不平衡质量引起的振动案例,针对案例中在不同测点位置添加试重的动平衡处理方法展开实验研究。对处于不同轴向位置的同一轮盘进行三点试重法单面动平衡实验和单点不平衡质量加重实验,并基于转子实验台的各个工况进行了理论计算和有限元分析,将理论和实验结果对比分析。结果表明:在三点试重法单面动平衡实验中,轮盘偏置量越大,轮盘需要添加的平衡质量越小,在对应平衡角度上添加对应的平衡质量并不能完全消除轮盘的不平衡量,偏置量越大,实验测得的临界转速与理论计算和有限元分析结果误差越大;同向涡动下的临界转速与反向涡动下的临界转速之间的差值随着轮盘偏置量的增大而增大;轮盘偏置量越大,不平衡质量对临界转速的影响越大。
蒋政[8]（2020）在《动力旋转设备故障诊断技术在钢铁冶金行业的应用》文中研究指明动力旋转设备是现代钢铁企业不可或缺的,它在烧结、高炉、炼钢和轧钢等扮演着重要角色。比如送风系统,如果动力旋转设备突然停机,将会导致整个工序的瘫痪。将故障诊断技术应用到动力旋转设备中,可以有效的进行设备监测和故障诊断,及时找出故障的原因,做出决策;也能预测设备故障,做出计划性维修,提高设备的使用效率,保证设备的安全运行。因此,动力旋转设备的故障诊断技术研究有着重要意义。本文主要研究内容:1、机械振动信号理论研究,以及转子单、双面动平衡理论研究;2、转子动力学理论研究,同时,基于Workbench仿真平台,建立转子系统的有限元分析模型,分别确定了单盘、双盘转子系统的固有频率、临界转速及对应的振型等动态特性。最后利用谐响应分析方法对转子系统不平衡这一故障进行了研究;3、利用转子试验台,研究转子不同状态的振动特征和现场动平衡技术;4、旋转设备典型故障机理分析,结合时域波形、频谱图、轴心轨迹、波德图等,研究故障的特征;5、利用故障诊断技术对现场生产设备进行故障判断、故障解决。通过对旋转设备典型故障机理进行分析,结合故障振动特征,实现快速辨识故障的能力。同时,针对转子不平衡的故障,开展了现场动平衡的实验,找出一种有效解决柔性转子不平衡的诊断方法并加以应用。
付哲[9]（2020）在《大跨距动力轴系振动特性研究》文中研究指明
范远明,谢洪军,吕川,郑程遥[10]（2020）在《外置接力器转桨式水轮机调节轴的设计计算》文中研究指明转桨式水轮机将接力器置于发电机轴端称为外置式。近年来,因其优良的环保和节能性能,在我国中小型水电站得到了广泛的应用。但这种形式的水轮机调节轴较长,所受推拉力很大,且又是旋转机械,所以刚强度计算、稳定计算和临界转速计算至为关键。如以有限元进行应力分析、模态分析和转子动力学分析,可以得出其完整的动力响应参数,从而精确、可靠地设计调节轴。以山口水电站为例,介绍了设计原理。
二、有限元法分析水电机组轴系的临界转速（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、有限元法分析水电机组轴系的临界转速（论文提纲范文）
（1）水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 水轮发电机组轴系建模 |
| 1.2.2 有限元方法在旋转机械建模的应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 水轮发电机组转子-轴承系统有限元建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮发电机组转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.2.1 单节点4自由度的转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.2.2 单节点5自由度的转子-轴承系统有限元模型 |
| 2.3 数值算法 |
| 2.3.1 Newmark-β法 |
| 2.3.2 Newton-Raphson法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统外激力 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 径向碰摩力 |
| 3.3 径向不平衡电磁力 |
| 3.4 动静偏心下的UMP |
| 3.5 轴向电磁力 |
| 3.5.1 理论分析 |
| 3.5.2 轴向电磁力四个分量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 数值计算分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水电机组转子-轴承系统在动静偏心UMP作用下横向振动分析 |
| 4.2.1 碰摩刚度对系统振动的影响 |
| 4.2.2 静偏心对系统振动的影响 |
| 4.2.3 动偏心对系统振动的影响 |
| 4.2.4 质量偏心对系统振动的影响 |
| 4.3 水轮发电机组横/轴有限元建模及振动分析 |
| 4.3.1 轴向自由度对系统横向振动的影响 |
| 4.3.2 轴向电磁力对系统横向振动的影响 |
| 4.3.3 动偏心对系统横向振动的影响 |
| 4.3.4 碰摩刚度对系统横向振动的影响 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于有限元法的汽轮发电机轴系动态特性及阻尼特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 汽轮发电机轴系振动的研究现状 |
| 1.2.1 弯曲振动研究现状 |
| 1.2.2 扭转振动研究现状 |
| 1.2.3 弯扭耦合振动研究现状 |
| 1.2.4 抑制轴系振动研究现状 |
| 1.3 汽轮发电机轴系模型的研究现状 |
| 1.3.1 有限元方法研究现状 |
| 1.3.2 传递矩阵法研究现状 |
| 1.4 汽轮发电机机械阻尼及电气阻尼研究现状 |
| 1.4.1 机械阻尼 |
| 1.4.2 电气阻尼 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第二章 汽轮发电机轴系动态特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ANSYS软件介绍 |
| 2.3 三维实体模型的建立 |
| 2.3.1 主轴的简化 |
| 2.3.2 叶轮及叶片的简化 |
| 2.3.3 轴承及轴承座的简化 |
| 2.4 模态分析基本原理 |
| 2.4.1 定义材料属性 |
| 2.4.2 网格划分 |
| 2.4.3 边界条件 |
| 2.4.4 模态分析 |
| 2.5 有限元法、传递矩阵法与6 质块扭振模型的对比 |
| 2.5.1 传递矩阵法 |
| 2.5.2 6质块弹簧质量模型 |
| 2.6 本章小节 |
| 第三章 轴承-转子接触阻尼对轴系振动的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三相短路故障扭转振动响应 |
| 3.3 三相短路故障下的瞬态分析 |
| 3.4 转子轴承接触阻尼系数对轴系振动的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电气阻尼特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 次同步振荡及电气阻尼的研究内容 |
| 4.3 复数力矩系数分析法 |
| 4.3.1 复数力矩系数分析法的理论基础 |
| 4.3.2 测试信号法 |
| 4.3.3 电气阻尼系数变化曲线与线路谐振频率的关系 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 基于有限元法的双端汽轮机和单端汽轮机轴系振动比较 |
| 5.1 双端结构 |
| 5.2 双端驱动汽轮发电机的有限元模型 |
| 5.3 双端驱动汽轮发电机的数学模型 |
| 5.3.1 双端驱动轴系运动模型 |
| 5.3.2 双端驱动汽轮机调速的数学模型 |
| 5.4 双端驱动汽轮发电机与单端驱动振动响应分析对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 附录一 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（3）密封激振下汽轮机转子的动力特性及稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 密封激振的国内外研究现状 |
| 1.2.1 密封汽流激振力研究现状 |
| 1.2.2 密封动力特性研究现状 |
| 1.2.3 密封-转子-轴承系统稳定性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 汽轮机涡动转子的密封流场分析 |
| 2.1 密封流场求解方程 |
| 2.2 密封模型及涡动控制方程 |
| 2.2.1 密封物理模型 |
| 2.2.2 单频涡动方程 |
| 2.2.3 数值验证 |
| 2.3 计算结果分析 |
| 2.3.1 密封泄漏特性 |
| 2.3.2 密封泄漏损失分布 |
| 2.3.3 静偏心压力分布 |
| 2.3.4 转子涡动压力脉动特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 多频涡动下汽轮机转子的密封激振力与动力特性 |
| 3.1 多频涡动模型及动力系数求解 |
| 3.1.1 多频涡动方程 |
| 3.1.2 锥形多频涡动模型 |
| 3.1.3 动力系数求解方法 |
| 3.1.4 多频涡动及动力系数求解验证 |
| 3.2 密封激振力与相频特性 |
| 3.2.1 多频涡动的密封激振力 |
| 3.2.2 力与位移的相频分析 |
| 3.3 变负荷密封动力特性的频域分析 |
| 3.3.1 变负荷密封动力系数 |
| 3.3.2 变负荷有效阻尼分析 |
| 3.4 耦合热载荷的密封动力特性 |
| 3.4.1 热载荷密封齿形变计算 |
| 3.4.2 齿变形的密封动力系数 |
| 3.5 锥形涡动的密封动力特性 |
| 3.5.1 锥形涡动动力系数 |
| 3.5.2 锥形涡动有效阻尼分析 |
| 3.6 密封结构多因素影响的动力特性及优化 |
| 3.6.1 四元二次正交试验多因素分析及优化 |
| 3.6.2 优化密封的性能提升机理 |
| 3.6.3 优化密封的动力特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 汽流激振诱导的汽轮机转子运动特性 |
| 4.1 运动微分方程及力学模型 |
| 4.1.1 转子运动方程 |
| 4.1.2 油膜力模型 |
| 4.1.3 激振力拟合模型 |
| 4.1.4 运动方程求解 |
| 4.2 汽流激振力下转子运动特性分析 |
| 4.2.1 转子分岔特性 |
| 4.2.2 转子频谱特性 |
| 4.2.3 轴心映射特性 |
| 4.3 密封结构影响的转子运动特性 |
| 4.3.1 齿数对转子运动特性的影响 |
| 4.3.2 凸台数对转子运动特性的影响 |
| 4.3.3 齿长对转子运动特性的影响 |
| 4.4 转子运动的稳定性 |
| 4.4.1 设计参数下转子稳定性 |
| 4.4.2 齿数对转子稳定性影响 |
| 4.4.3 凸台数对转子稳定性影响 |
| 4.4.4 齿长对转子稳定性影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 密封—转子—轴承各向异性支承的转子振动特性 |
| 5.1 转子各向异性支承模型 |
| 5.1.1 各向异性支承模型 |
| 5.1.2 转子集总模化 |
| 5.2 Riccati传递矩阵 |
| 5.2.1 各向同性支承传递矩阵 |
| 5.2.2 各向异性支承传递矩阵 |
| 5.2.3 模态分析与验证 |
| 5.3 耦合密封激振的转子振动特性 |
| 5.3.1 密封汽流激振耦合分布 |
| 5.3.2 密封激振对临界转速的影响 |
| 5.3.3 转子振型分析 |
| 5.3.4 振动特征分析 |
| 5.3.5 振动稳定性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）基于轴系参数辨识的无试重模态动平衡方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究现状 |
| 1.2.1 转子动力学的研究现状 |
| 1.2.2 转子动平衡的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究方法及内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 转子动力学及动平衡基础 |
| 2.1 转子动力学基础 |
| 2.1.1 临界转速的计算 |
| 2.1.2 主振型的获取 |
| 2.1.3 不平衡响应的求解 |
| 2.2 转子动平衡理论 |
| 2.2.1 影响系数法 |
| 2.2.2 模态平衡法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于分布不平衡质量的转子动力学建模及仿真分析 |
| 3.1 转子分布不平衡的表达 |
| 3.1.1 坐标系的建立 |
| 3.1.2 整体与局部偏心曲线系数之间的关系 |
| 3.1.3 转子分布不平衡力的表示 |
| 3.2 转子-轴承系统有限元模型的建立 |
| 3.2.1 转子子结构模型的建立 |
| 3.2.2 轴承子结构模型的建立 |
| 3.2.3 转子-轴承系统运动方程 |
| 3.3 分布不平衡质量及转速对动力学响应的影响分析 |
| 3.3.1 算例介绍 |
| 3.3.2 分布不平衡质量对动力学响应的影响分析 |
| 3.3.3 转子运行速度对动力学响应的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 转子质量偏心曲线系数及轴承特性参数的辨识方法 |
| 4.1 运动方程的时频域变换 |
| 4.1.1 广义不平衡响应及不平衡力的时域转换 |
| 4.1.2 广义不平衡响应及不平衡力的频域转换 |
| 4.2 质量偏心曲线系数的辨识 |
| 4.3 质量偏心曲线系数及轴承特性参数的同时辨识 |
| 4.3.1 质量偏心曲线系数及恒定轴承特性参数的同时辨识 |
| 4.3.2 质量偏心曲线系数及非恒定轴承特性参数的同时辨识 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 无试重模态动平衡方法及仿真分析 |
| 5.1 无试重模态动平衡流程 |
| 5.2 无试重模态动平衡仿真 |
| 5.2.1 有限元参数辨识 |
| 5.2.2 振型函数拟合 |
| 5.3 动平衡效果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）水轮发电机非线性密封力振动近似解耦研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 基金项目 |
| 1.2 研究背景与意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 水力发电站厂房振动研究现状 |
| 1.3.2 水电机组振动研究现状 |
| 1.3.3 振动方程的解耦研究 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第二章 机组模型计算 |
| 2.1 机组振动诱因 |
| 2.1.1 水力方面 |
| 2.1.2 电气方面 |
| 2.1.3 机械方面 |
| 2.2 轴系非线性密封力模型 |
| 2.2.1 轴系暂态模型 |
| 2.2.2 非线性密封力 |
| 2.2.3 非线性密封力影响下的轴系模型 |
| 2.3 轴系非线性密封力模型近似解耦 |
| 2.3.1 振动微分方程解耦 |
| 2.3.2 近似解耦后的轴系非线性密封力模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 水力机组运行模拟系统 |
| 3.1 水力系统模型 |
| 3.2 水轮机模型 |
| 3.3 发电机模型 |
| 3.4 控制系统模型 |
| 3.4.1 PID调速器离散算法 |
| 3.4.2 PI励磁控制器 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 轴系仿真计算 |
| 4.1 轴系非线性密封力模型仿真系统 |
| 4.2 额定工况下近似解耦的仿真 |
| 4.2.1 近似解耦前后振幅轨迹 |
| 4.2.2 振幅误差与密封参数变化关系 |
| 4.3 不同工况下近似解耦的仿真 |
| 4.3.1 近似解耦前后振幅轨迹与形心轨迹 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 硕士期间发表论文 |
（6）超低温泵用高速永磁电机转子强度和模态分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 国外研究现状分析 |
| 1.2.2 国内研究现状分析 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 热应力转子强度计算模型及影响因素分析 |
| 2.1 转子主要尺寸设计 |
| 2.1.1 转子外径选择 |
| 2.1.2 铁心长度选择 |
| 2.2 转子机械强度计算模型与验证 |
| 2.2.1 过盈量分析 |
| 2.2.2 护套和永磁体之间接触应力分析 |
| 2.2.3 永磁体强度分析 |
| 2.2.4 护套强度分析 |
| 2.2.5 环形永磁体转子结构应力计算与验证 |
| 2.3 以过盈量为基础的有限元方法改进 |
| 2.3.1 解析法理论的有限元方法结果 |
| 2.3.2 模拟现实边界的有限元算法 |
| 2.3.3 改进的有限元算法结果 |
| 2.3.4 三种有限元计算方法对比与总结 |
| 2.4 过盈量对转子强度的影响 |
| 2.5 轴截面应力分布及其削弱方法 |
| 2.5.1 轴截面应力分布 |
| 2.5.2 轴截面两端切向应力削弱方法 |
| 2.6 转子强度的影响因素 |
| 2.6.1 转速对强度的影响 |
| 2.6.2 温度对强度的影响 |
| 2.6.3 转子强度的影响因素对比总结 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 应力奇异及转子结构机械强度研究 |
| 3.1 应力的奇异分析 |
| 3.2 填充物特性对转子强度的影响 |
| 3.2.1 永磁体与护套热应力 |
| 3.2.2 冷态与热态转子可靠性比较 |
| 3.2.3 填充物热应力 |
| 3.3 护套厚度对转子强度的影响 |
| 3.4 护套材料对转子强度的影响 |
| 3.4.1 碳纤维护套保护的转子强度及其热应力 |
| 3.4.2 碳纤维护套与合金护套的对比 |
| 3.5 内置式永磁电机转子机械强度 |
| 3.5.1 加强筋宽度的影响 |
| 3.5.2 加强筋个数的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 模态分析和临界转速计算与分析 |
| 4.1 转轴和转子的设计 |
| 4.2 转子系统的模态分析理论 |
| 4.2.1 模态分析数学模型 |
| 4.3 转轴与转子系统振动模态及振型 |
| 4.3.1 转轴自由振动模态及振型 |
| 4.3.2 转轴约束振动模态及振型 |
| 4.3.3 转子系统自由振动模态及振型 |
| 4.3.4 转子系统约束振动模态及振型 |
| 4.3.5 转轴和转子系统的振动模态分析 |
| 4.4 转子系统临界转速计算 |
| 4.5 轴承对转子系统临界转速的影响 |
| 4.5.1 刚度的影响 |
| 4.5.2 阻尼的影响和旋转软化效应 |
| 4.6 预应力对转子系统临界转速的影响 |
| 4.6.1 离心作用预应力对转子系统临界转速的影响 |
| 4.6.2 温度预应力对转子系统临界转速的影响 |
| 4.7 轴伸长度对转子强度的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）基于WS-ZHT3转子实验台的轮盘质量不平衡振动响应实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 转子质量不平衡研究方法概况 |
| 1.2.2 转子质量不平衡主要原因研究现状 |
| 1.2.3 转子质量不平衡有限元分析研究现状 |
| 1.2.4 转子质量不平衡实验研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 单点和双点不平衡质量加重振动响应实验研究 |
| 2.1 实验装置介绍 |
| 2.2 三点试重法单面动平衡实验 |
| 2.2.1 三点试重动平衡机理 |
| 2.2.2 实验具体实施过程 |
| 2.2.3 实验结果分析 |
| 2.3 单点和双点不平衡质量加重实验 |
| 2.3.1 单点不平衡质量加重实验 |
| 2.3.2 双点不平衡质量加重实验 |
| 2.4 实验结果及数据分析 |
| 2.4.1 不平衡质量单点加重实验结果分析 |
| 2.4.2 不平衡质量双点加重实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 轮盘不平衡质量径向位置改变振动响应实验研究 |
| 3.1 实验分析方法 |
| 3.1.1 频谱分析法 |
| 3.1.2 轴心轨迹法 |
| 3.2 实验过程与数据测量 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 实验数据 |
| 3.3 实验结果及数据分析 |
| 3.3.1 三种实验方法测量结果对比分析 |
| 3.3.2 不平衡质量改变量对转子临界转速灵敏度分析 |
| 3.3.3 不平衡质量径向位置改变量对转子临界转速灵敏度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 偏置轮盘质量不平衡振动响应实验研究 |
| 4.1 火电厂转子质量不平衡实例分析 |
| 4.1.1 励磁机振动分析处理 |
| 4.1.2 轴系动平衡 |
| 4.1.3 低压转子和励磁机转子动平衡高压转子动平衡 |
| 4.1.4 高压转子动平衡 |
| 4.1.5 动平衡效果 |
| 4.2 偏置轮盘系统理论分析 |
| 4.2.1 转子动力学模型 |
| 4.2.2 不平衡响应分析 |
| 4.2.3 偏置轮盘转子系统临界转速计算 |
| 4.3 实验过程与数据测量 |
| 4.3.1 实验具体实施方案 |
| 4.3.2 实验数据测量 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 基于实验装置的有限元分析 |
| 4.4.1 有限元模型建立 |
| 4.4.2 网格划分 |
| 4.4.3 边界条件设置 |
| 4.4.4 有限元分析结果 |
| 4.5 理论与实验结果对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论与创新点 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）动力旋转设备故障诊断技术在钢铁冶金行业的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 振动信号分析方法的现状研究 |
| 1.2.2 转子动平衡技术的现状研究 |
| 1.2.3 发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 机械振动信号分析与转子平衡技术 |
| 2.1 振动信号基础理论 |
| 2.1.1 振动信号的分类 |
| 2.1.2 信号处理技术的数学基础理论 |
| 2.2 机械振动信号分析 |
| 2.2.1 时域分析 |
| 2.2.2 频域分析 |
| 2.2.3 其他图形分析 |
| 2.3 转子平衡技术 |
| 2.3.1 单面动平衡技术 |
| 2.3.2 双面动平衡技术 |
| 2.4 振动诊断标准 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 转子系统动力学特性分析 |
| 3.1 转子动力学主要研究内容 |
| 3.2 转子的涡动 |
| 3.3 转子运动微分方程及不平衡响应 |
| 3.4 转子系统有限元分析模型 |
| 3.4.1 有限元软件及分析流程 |
| 3.4.2 转子结构三维模型的建立 |
| 3.4.3 转子结构网格划分 |
| 3.4.4 约束施加 |
| 3.5 单盘转子系统固有特性研究 |
| 3.5.1 单盘转子系统模态提取 |
| 3.5.2 单盘转子临界转速分析 |
| 3.6 双盘转子系统固有特性研究 |
| 3.6.1 双盘转子系统临界转速分析 |
| 3.7 转子系统不平衡故障谐响应分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于转子试验台的故障诊断实验 |
| 4.1 转子试验台介绍 |
| 4.2 振动监测设备 |
| 4.2.1 振动监测原理概况 |
| 4.2.2 振动监测设备介绍 |
| 4.3 实验验证 |
| 4.3.1 转子不平衡实验 |
| 4.3.2 转子不对中实验 |
| 4.3.3 传感器安装位置实验 |
| 4.3.4 双面动平衡方法验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 钢铁冶金旋转设备典型故障机理分析 |
| 5.1 转子不平衡 |
| 5.1.1 转子不平衡故障原因和类型 |
| 5.1.2 转子不平衡故障机理 |
| 5.1.3 转子不平衡故障特征 |
| 5.1.4 转子不平衡实例 |
| 5.2 转子不对中 |
| 5.2.1 转子不对中的类型 |
| 5.2.2 转子不对中故障机理 |
| 5.2.3 转子不对中振动故障主要特征 |
| 5.2.4 转子不对中实例 |
| 5.3 转子与静止件的摩擦 |
| 5.3.1 转子与静止件摩擦的故障机理 |
| 5.3.2 转子与静止件径向摩擦的故障特征 |
| 5.3.3 转子与静止件摩擦实例 |
| 5.4 转子部件松动 |
| 5.4.1 基座松动 |
| 5.4.2 弹性套柱销型联轴器松动 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 故障诊断技术在旋转设备中的应用 |
| 6.1 现场动平衡工艺流程图 |
| 6.2 旋转设备故障处理案例 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读在职研究生期间参与的科研项目 |
（10）外置接力器转桨式水轮机调节轴的设计计算（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 调节轴的力学计算特点 |
| 3 应用案例 |
| 3.1 静力平衡模型计算轴系的刚度强度 |
| 3.2 调节轴临界转速的计算 |
| 3.3 失稳计算 |
| 4 结语 |
四、有限元法分析水电机组轴系的临界转速（论文参考文献）
- [1]水轮发电机组轴系横/轴向耦合振动特性分析[D]. 范宇宏. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]基于有限元法的汽轮发电机轴系动态特性及阻尼特性研究[D]. 魏铭硕. 广西大学, 2021(12)
- [3]密封激振下汽轮机转子的动力特性及稳定性分析[D]. 司和勇. 东北电力大学, 2021(01)
- [4]基于轴系参数辨识的无试重模态动平衡方法[D]. 舒浩. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]水轮发电机非线性密封力振动近似解耦研究[D]. 于磊. 昆明理工大学, 2021(01)
- [6]超低温泵用高速永磁电机转子强度和模态分析[D]. 王必成. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [7]基于WS-ZHT3转子实验台的轮盘质量不平衡振动响应实验研究[D]. 许相坤. 沈阳工程学院, 2021
- [8]动力旋转设备故障诊断技术在钢铁冶金行业的应用[D]. 蒋政. 昆明理工大学, 2020(05)
- [9]大跨距动力轴系振动特性研究[D]. 付哲. 哈尔滨工业大学, 2020
- [10]外置接力器转桨式水轮机调节轴的设计计算[J]. 范远明,谢洪军,吕川,郑程遥. 甘肃水利水电技术, 2020(06)