赵岩[1]2000年在《随机地震激励下旋转轴系的动力响应分析》文中进行了进一步梳理本文探讨了将虚拟激励法结合精细时程积分求解旋转轴系的随机地震响应。主要的研究工作有以下三个部分： 1．运用虚拟激励法和精细时程积分分析了旋转轴系在单源多点同相位平稳/非平稳随机地震激励下的动力响应。刚度阵和阻尼阵一般不对称，激励谱可以是理想白噪声、有色白噪声或任意给定功率谱。 2．研究了单源多点异相位平稳/非平稳随机地震激励下旋转轴系的动力响应。采用行波效应模型使之能够恰当地描述由于地面空间变化而造成各输入点存在不同相位差的问题，并用虚拟激励法和精细积分实现了精确求解。 3．用虚拟激励法研究了旋转轴系的双随机问题。求解了系统参数发生变异情况下旋转轴系的平稳随机地震响应，并与数值模拟的计算结果做了比较，结果令人满意。
张立[2]2006年在《大型水轮发电机组轴系动力特性分析》文中提出水轮发电机组是水力发电的主要设备,而其轴系又是水轮发电机组的关键部位,它的动力特性的优劣直接关系到电站的安全性和机组运行的稳定性、可靠性及寿命。因此,对大型水轮发电机组进行理论分析具有重要意义。本文采用集总化模型,分别对机组主轴系统影响较大的系统边界条件,如导轴承、水封、电磁拉力、转轮处的水体等建立了它们的数学模型,并结合稳定性良好的Riccati传递矩阵法,分别考虑机组轴系的支撑基础为刚性、弹性两种情况对机组轴系进行了自振特性的分析,并在刚性支撑基础上分析了不均衡磁拉力对临界转速的影响。采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β数值积分相结合的方法,分析了轴系瞬态响应。分别采用线性模型和非线性模型,计算分析了大型水电机组主轴系统振动的瞬态响应问题。首先对主轴系统进行了建模处理,充分考虑了剪切效应、转动惯量及陀螺力矩等因素;其次,推导出了在任意激励作用下主轴系统瞬态响应的求解公式,编制了相应的程序进行计算,并对计算结果进行了分析比较。并且分析比较了发电机电磁拉力对轴系振动的影响。通过研究比较得出如下结论:1)弹性支撑对轴系临界转速影响较大;2)不均衡磁拉力使轴系第一阶临界转速降低,而对第二阶临界转速无影响;3)当转子有初位移和初速度时,非线性情况下轴系各结点的收敛速度大于线性情况下的收敛速度;4)在小不平衡量条件下,非线性响应的轨迹响应变化更加复杂。
杨军[3]2012年在《风力发电机行星齿轮传动系统变载荷激励动力学特性研究》文中进行了进一步梳理齿轮增速箱是风力发电机组的关键部件，由于其在随机自然风场和高空架设等使用环境下运行，要求比一般机械系统具有更高的可靠性和使用寿命。兆瓦级风力发电机组多采用行星齿轮传动系统，具有低速重载变载荷变转速运行的特点，在随机风的作用下受到频繁的扰动和激励，动力学特性十分复杂，对系统可靠性及机组运行稳定性有较大影响。针对风力发电传动系统的实际工况特点，研究行星齿轮传动系统动态性能，有利于突破大型风电能源装备传动装置的核心技术，推动大型风电传动装备设计制造的国产化进程。本课题是国家自然科学基金项目（50975294）研究内容的组成部分，在引入以随机风载为主要外部激励，并考虑主要内部激励的条件下，研究风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性，主要研究内容包括：①风力发电机传动系统外部载荷特性研究根据自然风的谱特性，基于随机信号谱估计方法建立了用于随机风速模拟的AR（AutoRegressive，AR）模型；运用风力机气动理论建立了风力机气动载荷计算模型；根据电机理论，基于旋转电机矩阵分析方法推导了变速恒频发电机的能量转换关系和电磁转矩表达式，建立了双馈感应发电机（Doubly Fed InductionGenerator，DFIG）矢量控制模型；根据机械系统动力学，建立了风力发电传动系统的等效动力学模型。在此基础上，综合上述各数学模型，同时考虑DFIG及风力机叶片桨距角的控制方法，建立了反映风力发电机组运行过程的风-机-电联合仿真模型，利用该模型进行仿真计算，得到风电传动系统的外部动载荷，并分析了该动载荷的作用规律和性质。②行星齿轮传动系统动力学模型及动态激励根据机械振动理论，将齿轮副处理为啮合线上的阻尼弹簧，并考虑支承轴承的弹性，采用集中参数法建立行星齿轮系统的扭振-平移动力学模型，并导出其振动微分方程，并对行星齿轮系统的轮齿啮合刚度、轴承支承刚度、行星轮啮合相位和外部变载荷等主要激励因素进行了分析。③行星齿轮系统齿轮轴承刚度变化下的固有振动特性研究在计算系统固有频率及振型的基础上，分析了轮齿啮合刚度和各支承轴承刚度对系统固有频率的影响，以及系统刚度影响下的模态跃迁现象。采用Fourier级数表示轮齿啮合时变刚度，基于Hertzian接触理论建立轴承刚度表达式，并考虑行星轮啮合相位关系，分析了行星齿轮系统刚度的时变规律，研究了系统在刚度时变条件下的频率特征及自由振动特性。④风电行星齿轮系统变载荷激励机理及动态响应特性研究对于变载荷作用导致转速变化和弹性变形的行星齿轮系统，利用能量法分析了变载荷作用下系统动能和势能及转换关系，结合内容②的理论推导结果，以Lagrange函数为基础，导出了变载荷作用下考虑转速波动的行星齿轮系统振动微分方程，探讨了变载荷对系统振动的激励机理，分析了载荷激励对系统振动频率的影响。在同时考虑系统刚度时变性和变载荷激励的条件下，采用Newmark方法求解了系统的动态响应，通过对求解结果进行分析，得到系统在内外部激励下的动态响应特性。⑤风电行星齿轮系统振动响应特性试验研究构建了背靠背台架试验系统，制定了风力发电齿轮系统动力学性能测试方案。分别在稳定和非稳定驱动/负载载荷工况条件下测量了传动系统的振动信号，通过对比分析稳定和非稳定载荷工况下的响应结果，获得变载荷对系统振动响应的影响规律，从而验证了理论模型和研究方法的正确性。
参考文献：
[1]. 随机地震激励下旋转轴系的动力响应分析[D]. 赵岩. 大连理工大学. 2000
[2]. 大型水轮发电机组轴系动力特性分析[D]. 张立. 西安理工大学. 2006
[3]. 风力发电机行星齿轮传动系统变载荷激励动力学特性研究[D]. 杨军. 重庆大学. 2012