200MW汽輪機組低壓段轉子—軸承系統(tǒng)的非線性動力學分析.pdf

1、對于大型—轉子軸承系統(tǒng)，滑動軸承的油膜力引起的轉子運動系統(tǒng)油模失穩(wěn)現(xiàn)象是突出問題，直接關系到機組的災變防治和安全可靠運行。實際轉子—軸承系統(tǒng)是高維非線性的，直接分析求解十分困難。本文針對200MW汽輪發(fā)電機組低壓轉子—軸承系統(tǒng)，采用了一種系統(tǒng)的降維分析方法：利用有限元方法建立了轉子—軸承系統(tǒng)的有限元模型，然后利用固定界面模態(tài)綜合法顯著地降低系統(tǒng)的維數(shù)。降維之后，采用有效的數(shù)值計算方法分析系統(tǒng)的動響應和穩(wěn)定性,利用Floquet理論分析其

2、運動狀態(tài)和分岔類型。
　　首先，本文采用有限元法建立了200MW汽輪機組低壓轉子—軸承系統(tǒng)的非線性動力學模型，基于固定界面模態(tài)綜合法對非線性振動方程進行降維，使系統(tǒng)自由度數(shù)由原來的112個降到8個，并結合Runge-Kutta法對其進行數(shù)值求解，分析了圓柱瓦軸承支撐的低壓轉子—軸承系統(tǒng)升降速過程的非線性動力學特性，模擬了油膜振蕩現(xiàn)象的典型特征和發(fā)生油膜失穩(wěn)的轉速。采用打靶法計算低壓轉子—軸承系統(tǒng)的Floquet乘子，利用Floqu

3、et理論分析其運動狀態(tài)和分岔類型。
　　其次，對降維后的低壓轉子—軸承系統(tǒng)的非線性動力學方程，計算了圓柱瓦軸承支撐的轉子系統(tǒng)的振動穩(wěn)定性在固定轉速下隨偏心距、軸承長徑比、潤滑油動力粘度和軸承間隙比的變化規(guī)律，并分析了轉子前軸承軸頸的失穩(wěn)轉速與轉子偏心距、軸承長徑比、潤滑油動力粘度和軸承間隙比之間的關系，同時利用Floquet理論分析其運動狀態(tài)和分岔類型。
　　最后，基于橢圓瓦油膜力模型下的低壓轉子—軸承系統(tǒng)，采用Runge-