2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
已閱讀1頁,還剩178頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、泵是一種把機械能轉(zhuǎn)換成勢能和動能的設(shè)備。泵類設(shè)備應(yīng)用廣泛,是能源,電力,石化,航空航天等領(lǐng)域的重要設(shè)備。大部分泵都屬于旋轉(zhuǎn)機械。旋轉(zhuǎn)機械的核心是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的組成部分一般包括轉(zhuǎn)子,軸承,密封和基礎(chǔ)。隨著人們對轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究的深入,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的設(shè)計不僅要滿足對高效率運行的追求,還要考慮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的性質(zhì)。只有充分了解轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性性質(zhì),才能準(zhǔn)確的設(shè)計轉(zhuǎn)子安全運行的工作轉(zhuǎn)速區(qū)間,才能更好的識別轉(zhuǎn)子的運行狀態(tài)。區(qū)別于傳統(tǒng)的線性研究,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)

2、的非線性研究不再將軸承力和密封力分解成八個線性化系數(shù),而是在非線性模型內(nèi)綜合考慮小間隙內(nèi)流體慣性力效應(yīng)和外阻尼引起的循環(huán)力效應(yīng)等。此外,旋轉(zhuǎn)機械運行時轉(zhuǎn)子與流體相互作用,具有明顯的流固耦合特征。粘性流體以壓力的形式作用于固體表面,固體的運動又時刻改變著流場的邊界??紤]到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)受非線性力作用后響應(yīng)的復(fù)雜性,盡管人們對轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究已有數(shù)十年,但是仍有許多非線性問題值得深入研究。研究的成果不僅能對解釋轉(zhuǎn)子動力學(xué)現(xiàn)象提供理論依據(jù),還可以更好

3、的為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的設(shè)計提供參考基礎(chǔ)。
  本文以泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為研究對象,并使用Lagrange法建立了多自由度轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運動方程。應(yīng)用能自適應(yīng)時間步長的Runge-Kutta-Fehlberg法求解微分運動方程組??疾燹D(zhuǎn)子系統(tǒng)的一階臨界轉(zhuǎn)速,計算轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的可運行區(qū)間,研究在基礎(chǔ)振動情況下系統(tǒng)的響應(yīng),基于計算流體動力學(xué)法(Computational Fluid Dynamics-CFD)和徑向基函數(shù)法(Radial Basic Funct

4、ion-RBF)得到與流場相關(guān)的密封動力學(xué)系數(shù)的響應(yīng)曲面并進行轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析,還完成了帶有葉片的葉輪在流體中轉(zhuǎn)動的流固耦合分析。本文的主要工作有如下幾個方面:
  1.建立帶有非線性油膜力軸承模型的泵轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)運動微分方程。使用Matlab編程求解微分運動方程組。采用諸如分岔圖,龐加萊圖和相圖等非線性方法,分別研究了水平放置轉(zhuǎn)子和豎直放置轉(zhuǎn)子的動力學(xué)性質(zhì)。通過考察系統(tǒng)隨轉(zhuǎn)速變化的振幅,找到系統(tǒng)的一階臨界轉(zhuǎn)速。綜合幅頻曲線圖,軸

5、心軌跡圖和瀑布圖結(jié)果考察軸承處的油膜失穩(wěn),分別識別出“油膜渦動”和“油膜振蕩”現(xiàn)象,給出油膜渦動的失穩(wěn)角速度。計算結(jié)果證明了建模方法的適用性,該方法既可以應(yīng)用于對稱轉(zhuǎn)子,也適用于質(zhì)量偏置的情況。計算得到的一階臨界轉(zhuǎn)速,分岔點和失穩(wěn)轉(zhuǎn)速,為泵轉(zhuǎn)子運行區(qū)間和隔離裕度設(shè)計提供了理論依據(jù)。
  2.建立了考慮基礎(chǔ)運動的泵轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的運動微分方程。采用時程分析法,將地震波和正弦型激勵作為基礎(chǔ)振動加載,分別研究了水平放置轉(zhuǎn)子和豎直放置轉(zhuǎn)子

6、在基礎(chǔ)振動作用時的非線性響應(yīng)。選用的水平放置轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速較低,在地震波作用時,在頻域內(nèi)得到一階臨界轉(zhuǎn)速。而豎直放置轉(zhuǎn)子因為一階臨界轉(zhuǎn)速相對較高,在地震波作用時,在頻域內(nèi)沒有得到一階臨界轉(zhuǎn)速。但是豎直放置轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)速半頻成分的最低轉(zhuǎn)速降低了。當(dāng)非線性系統(tǒng)受到離心力和正弦型基礎(chǔ)振動共同作用時,得到了多自由度系統(tǒng)的組合共振現(xiàn)象,即系統(tǒng)的頻率響應(yīng)包含多個有內(nèi)在聯(lián)系的成份。這些成分中不僅包含轉(zhuǎn)速的頻率和基礎(chǔ)振動頻率,還包含轉(zhuǎn)速的頻率和基礎(chǔ)振動

7、的頻率的整數(shù)倍數(shù)的代數(shù)和。計算結(jié)果不僅證明了在一定條件下,多自由度的非線性系統(tǒng)存在組合共振的現(xiàn)象;還可以為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在基礎(chǔ)運動作用時的運行狀態(tài)識別提供理論依據(jù)。
  3.基于CFD和RBF法得到泵密封內(nèi)與流場相關(guān)系數(shù)的近似函數(shù)曲面,研究了變系數(shù)的轉(zhuǎn)子-軸承-密封系統(tǒng)的非線性性質(zhì)。Muszynska非線性密封力模型因為其形式簡潔,物理意義明確等特點,得到了廣泛的應(yīng)用。求解該模型中所用的系數(shù),例如進口損失系數(shù)、軸向流速和流體周向平均流速

8、比都與流場狀態(tài)密切相關(guān)。但之前在該密封力模型的使用中,這些系數(shù)通常采用常數(shù)或者經(jīng)驗公式代替。在進、出口邊界條件一定的情況下,密封內(nèi)的流場由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和相對偏心率決定。本文中使用CFD方法得到了不同轉(zhuǎn)速、不同偏心率時的系數(shù);再使用RBF方法擬合出這些系數(shù)的近似函數(shù)曲面。這些曲面作為系數(shù),在求解運動方程的過程中每一步都根據(jù)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的偏心率調(diào)用近似函數(shù)曲面上的數(shù)值,實現(xiàn)了比傳統(tǒng)方法更為精確的瞬態(tài)分析。該方法為分析轉(zhuǎn)子-軸承-密封系統(tǒng)的非

9、線性性質(zhì)提供了新的思路。
  4.使用有限元軟件ADINA完成了流固耦合模擬計算,研究了軸流式泵轉(zhuǎn)子的動力學(xué)響應(yīng)。在流固耦合面使用非滑移條件,采用迭代方法計算固體域的變形和流體域的流動。與傳統(tǒng)的流固耦合研究不同的是,本文基于運動網(wǎng)格技術(shù),實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和周圍流體網(wǎng)格的真實轉(zhuǎn)動。在不同軸向流速條件下,得到了轉(zhuǎn)子中心軌跡,位移和加速度信號的頻率響應(yīng)和瞬態(tài)流動,識別出轉(zhuǎn)子“濕態(tài)”臨界頻率。通過對比轉(zhuǎn)子是否繞轉(zhuǎn)軸渦動的結(jié)果可以看出流固

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論