水轮发电机组轴系非线性动力特性分析及振动机理研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 水轮发电机组振动的工程背景及研究意义 1

1.2 非线性转子动力学研究概况 3

1.2.1 转子-轴承系统研究 4

1.2.2 密封系统研究 6

1.2.3 故障转子系统研究 7

1.3 水轮发电机组振动研究 9

1.3.1 临界转速 10

1.3.2 机械因素 10

1.3.3 电磁因素 11

1.3.4 水力因素 12

1.3.5 水-机-电耦合因素 13

1.3.6 机组-厂房耦联振动 14

1.4 本书主要研究内容 15

2 转子-轴承-密封系统数学模型及其分析方法 17

2.1 引言 17

2.2 转子非线性动力系统的一般数学表述 17

2.3 非线性动力系统的基本理论 18

2.3.1 非线性系统的特点 18

2.3.2 稳定性理论及分岔的基本概念 19

2.4 常微分方程的数值求解方法 21

2.5 非线性外激励数学模型 22

2.5.1 碰摩模型 22

2.5.2 非线性油膜力模型 22

2.5.3 密封力模型 25

2.5.4 不平衡磁拉力模型 28

2.6 非线性特征的分析方法 30

2.6.1 时域方法 30

2.6.2 频域方法 30

2.6.3 轴心轨迹 31

2.6.4 Poincaré映射 31

2.6.5 分岔图 32

2.6.6 Lyapunov指数 33

3 水轮发电机组主轴系统非线性动力特性分析 34

3.1 引言 34

3.2 机组轴系统动力学模型 35

3.3 机组轴系动力特性分析 37

3.3.1 转速对系统振动的影响 38

3.3.2 轴承刚度对系统振动的影响 38

3.3.3 密封间隙对系统振动的影响 60

3.4 结论 66

4 水轮发电机组转子-轴承系统在不平衡磁拉力作用下横向振动分析 68

4.1 引言 68

4.2 不平衡磁拉力计算方法 69

4.3 机组转子-轴承系统在不平衡磁拉力和油膜力作用下振动特性分析 71

4.3.1 水轮发电机组转子-轴承非线性系统 71

4.3.2 系统运动微分方程 71

4.3.3 数值仿真 72

4.4 结论 79

5 不平衡磁拉力作用下水轮发电机组碰摩转子系统弯曲振动分析 80

5.1 引言 80

5.2 水轮发电机组转子-轴承碰摩系统 81

5.3 数值模拟和分析 82

5.3.1 转子质量偏心的影响 82

5.3.2 励磁电流的影响 84

5.3.3 定子径向刚度的影响 90

5.4 结论 93

6 不平衡磁拉力作用下水轮发电机组碰摩转子系统弯扭耦合振动分析 94

6.1 引言 94

6.2 水轮发电机组碰摩转子弯扭耦合振动模型及其运动微分方程原理 94

6.2.1 电磁扭矩 95

6.2.2 碰摩摩擦力矩 96

6.2.3 系统运动微分方程 96

6.3 数值模拟和分析 97

6.3.1 励磁电流对系统弯振的影响 97

6.3.2 质量偏心对系统弯振的影响 102

6.3.3 励磁电流对系统扭振的影响 105

6.4 结论 106

7 水轮机转轮-密封系统非线性动力稳定性研究 107

7.1 引言 107

7.2 自激振动特征及机理描述 107

7.2.1 自激振动基本特征 107

7.2.2 水封结构介绍 108

7.2.3 水轮机自激振动机理分析 108

7.3 水轮机密封系统动力特性分析 110

7.3.1 公式推导变换 110

7.3.2 水轮机转轮-密封系统运动微分方程 113

7.3.3 稳定性分析 114

7.3.4 计算结果及分析讨论 115

7.4 结论 119

参考文献 121