Расчетный анализ нелинейных колебаний роторов турбомашин в подшипниках скольжения

• Автор: Некрасов, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Проблемы вибрационной надежности, возникающие во время эксплуатации энергетических машин
1.1. Результаты виброобследований ряда турбоагрегатов, находящихся в эксплуатации
1.2. Причины повышенных вибраций
1.3. Способы устранения повышенных вибраций
1.4. Методы прикладного моделирования систем ротор-подшипники
1.5. Постановка задачи
2. Методика расчета нелинейных сил в подшипниках скольжения на базе метода конечных элементов
2.1. Дискретизация расчетной области
2.2. Применение адаптивных сеток
2.2.1. Повышение точности конечноэлементной аппроксимации
2.2.2. Реализация алгоритма построения адаптивных сеток в задаче со свободными границами смазочной пленки
2.3. Диаграмма “Положение свободных границ - угол положения линии центров ”
2.4. Сравнение различных методов определения динамических реакций в подшипнике скольжения
3. Метод интегрирования уравнения движения во времени
3.1. Уравнение движения
3.2. Известные методы решения

3.3. Преимущество схемы прямого интегрирования
3.4. Построение схемы прямого интегрирования
4. Анализ субгармонических и самовозбуждающихся колебаний систем ротор-подшипники скольжения
4.1. Свободные колебания
4.2. Колебания после внезапной разбалансировки
4.3. Характеристики демпфирования систем с подшипниками типов А и Б
5. Расчет вынужденных колебаний с помощью нелинейной и
линейной моделей
Заключение
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в отечественном энергомашиностроении намечается повышенный интерес к новым технологиям проектирования турбомашин. Произошла реорганизация отрасли, шире начинают применяться интенсивные компьютерные технологии CAD/CAM (компьютерно-ориентированное проектирование/ компьютерно-ориентированное производство). Увеличиваются вложения в перестройку отрасли. Одним из первых шагов является тендер среди фирм ЮМ и HP на поставку 600 рабочих мест CAD/CAM-систем на предприятия отрасли по цене около 60 тыс. долл. [1]. В числе получателей систем: АО "Ленинградский металлический завод" и АО "Электросила"-крупнейшие производители турбин и генераторов для электрических станций. Такой скачек во внедрении компьютерных технологий должен стимулировать интерес и к средствам компьютерного моделирования процессов сложных динамических систем типа валопровод-подшипники-опоры-фундамент с целью повышения надежности вновь создаваемых турбоагрегатов.
Практический анализ работы ряда энергетических машин различной мощности показывает, что их вибрационное состояние нельзя назвать удовлетворительным. В спектрах колебаний на постоянной частоте вращения могут присутствовать как субгармонические колебания с частотами 1/4, 1/3, 1/2 от частоты вращения, так и колебания с частотами ниже рабочей частоты вращения, не удовлетворяющие дробному соотношению k/n (k Граница Гс не включает торцевые границы подшипника. Физический смысл этого граничного условия - равенство нулю суммарного расхода жидкости определяемого перепадом давлений на границе разрыва пленки. Весь расход жидкости в этом случае соответствует только расходу характерному для течения Куэтта, когда жидкость после разрыва движется в виде тонких струек, перемежающихся с одной или
образуют линию разрыва пленки (рис. 2.2), а система струек - так называемую “пальцевую” структуру. Эти струйки утоняются по мере удаления от границы разрыва пленки и увеличения зазора между поверхностями скольжения.
Кроме этого, существует граничное условие для всей границы:
Граница Г/; охватывает область £2, в которой давление больше
нуля. Разобьем область на конечные элементы С1е. Тогда уравнение взвешенных невязок для всей области согласно [66] запишем в виде:

где I = 1
несколькими полостями за-

полненными воздухом и парами смазывающей жидкости. Такой характер движения подтверждается множеством экспериментов [64, 65]. Вершины воздушных полостей и
Р = 0 на
(2.3)
(2.4)