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1 绪论 1

1.1 研究意义 1

1.2 高加速度旋转实验相关技术的研究和发展 1

1.2.1 高加速度加载实验技术的研究和发展 1

1.2.2 高速旋转设备的研究和发展 4

1.2.3 动平衡技术的研究和发展 5

1.2.4 高频减振技术的研究和发展 6

1.2.5 振动测试和故障诊断的研究和发展 7

1.2.6 动力学的研究和发展 8

1.2.7 优化设计的研究和发展 9

1.3 本书研究的主要内容 10

2 系统结构总体技术研究 12

2.1 结构总体方案优化设计技术 12

2.1.1 传动系统总体设计分析 13

2.1.2 传动系统连接方式及其动态特性对比分析 14

2.1.3 高速旋转条件下空气摩擦以及运行阻力分析 22

2.2 高速传动过载保护技术 26

2.2.1 弹簧球保护装置设计研究 26

2.2.2 力矩传递螺钉保护装置设计研究 29

2.2.3 剪切轴保护装置设计研究 34

2.3 高速传动系统支撑设计技术研究 35

2.3.1 间隙补偿法安装方法研究 36

2.3.2 上、下箱体优化设计方法研究 38

2.3.3 基于环形部件模态分析的上箱体结构设计 40

2.4 模块化设计方法研究 43

2.5 本章小结 44

3 转子力学特征分析及优化设计技术 45

3.1 高速旋转条件下的常规配合特性分析 45

3.1.1 过盈配合力学特性分析 45

3.1.2 补偿机构设计分析 49

3.1.3 平键配合力学特性分析 50

3.2 高速转子力学特性分析 52

3.2.1 带有安装孔的转子力学特性分析 52

3.2.2 通孔几何参数对转子力学特性影响分析 54

3.2.3 非通安装孔对转子力学特性影响分析 57

3.3 实验对象安装方式优化分析 60

3.3.1 实验对象力学特性分析 60

3.3.2 零间隙配合力学特性分析 61

3.3.3 小间隙配合力学特性分析 65

3.3.4 小过盈配合力学特性分析 66

3.3.5 实验托盘螺钉安装预紧力影响分析 66

3.4 实验托盘形状优化设计技术 69

3.4.1 非等厚度实验托盘力学模型 69

3.4.2 转动惯量最小原则优化分析 70

3.4.3 确定使用边界条件的优化分析 72

3.4.4 实验托盘的轴向外轮廓优化分析 77

3.5 本章小结 81

4 整机动态特性计算分析 82

4.1 动力学建模技术研究 83

4.1.1 动力学建模简化原则分析 83

4.1.2 整机的简化动力学模型 85

4.1.3 有限元实体建模分析 87

4.2 整机的临界转速计算分析 87

4.2.1 刚性轴设计方法动态特性分析 88

4.2.2 系统临界转速影响因素分析 88

4.2.3 临界转速计算分析 89

4.3 整机的谐响应分析 92

4.4 整机瞬态动力响应分析 95

4.5 改善动态特性的措施 99

4.6 本章小结 100

5 旋转实验机减振技术研究 101

5.1 整机振动分析 102

5.2 减振系统设计分析 103

5.3 阻尼材料的动态特性测试方法研究 105

5.3.1 阻尼材料动态特性测试原理分析 106

5.3.2 阻尼材料动态特性测试系统设计分析 107

5.3.3 装卡系统设计分析 109

5.4 新型阻尼材料锰铜合金的动态特性测试分析 111

5.4.1 刚度系数测试分析 111

5.4.2 阻尼系数测试分析 115

5.4.3 损耗因子测试分析 116

5.4.4 阻尼合金厚度影响分析 117

5.4.5 振动的激励力幅值与动态特性之间的关系分析 118

5.5 高聚物的运动理论分析 118

5.6 高聚物的动态特性测试分析 119

5.6.1 氟橡胶与丁氢橡胶动态特性测试分析 120

5.6.2 黑色阻尼橡胶动态特性测试分析 130

5.6.3 红色阻尼橡胶动态特性测试分析 134

5.7 本章小结 137

6 旋转实验机动平衡技术研究 139

6.1 高速传动系统的动平衡量分析 139

6.1.1 高速传动系统的不平衡量根源分析 139

6.1.2 高速传动系统的不平衡量的分布分析 141

6.2 系统动平衡方法分析 142

6.3 系动平衡系统设计分析 144

6.3.1 离线动平衡系统设计分析 144

6.3.2 在线动平衡系统设计分析 147

6.3.3 动平衡系统精度分析 152

6.4 整机动平衡量精度评定分析 153

6.5 本章小结 154

7 旋转实验机的控制、振动检测及故障诊断技术研究 156

7.1 整机监控系统设计分析 156

7.2 变频器控制技术研究 157

7.2.1 变频器的控制参数设置分析 158

7.2.2 转速差补偿技术研究 159

7.3 基于变频器的外设控制方法研究 163

7.3.1 变频器控制系统设计 164

7.3.2 故障信号响应方法研究 165

7.3.3 变频器抗干扰技术研究 166

7.4 振动检测系统设计分析 166

7.5 基于振动信号分析的整机工作特性分析 168

7.6 故障诊断技术研究 172

7.6.1 故障形式分析 172

7.6.2 故障诊断系统设计分析 173

7.7 本章小结 175

8 旋转实验机整机调试及高加速度加载实验分析 176

8.1 旋转实验机的子系统设计与调试 176

8.1.1 油气润滑子系统的设计与调试 176

8.1.2 液压冷却子系统的设计与调试 178

8.1.3 真空子系统的设计与调试 180

8.1.4 监控系统的调试分析 180

8.1.5 整机调试分析 181

8.2 高加速度加载实验分析 181

8.2.1 实验对象典型结构分析 182

8.2.2 高加速度加载实验与仿真验证 182

8.3 本章小结 186

参考文献 187

附录1 字符参数表 200

附录2 旋转实验机实物 201

附录3 机械执行机构实物 202