共軛運行多轉子系統動力學建模、分析及振動控制

《共軛運行多轉子系統動力學建模、分析及振動控制》是依託浙江大學，由祝長生擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：共軛運行多轉子系統動力學建模、分析及振動控制
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：祝長生
• 項目類別：面上項目

項目摘要

軋鋼機、高速造紙機械、高速印刷機械以及螺桿類旋轉機械的核心是兩個或多個共同工作的轉子系統。目前對這類共軛運行多轉子系統動力學問題的研究還比較簡單，對其規律還缺乏了解，對實際中出現的振動問題還缺乏有效的解決手段。隨著共軛運行多轉子旋轉機械轉速的不斷提高、對振動的嚴格要求以及使用中由轉子振動引起的故障頻發，有必要對這類共軛運行多轉子系統動力學開展研究。本項目旨在通過對軋鋼機、高速造紙及印刷機械、螺桿類旋轉機械中共軛運行的多轉子系統進行分析、簡化和分類，提煉出共軛運行多轉子系統需要解決的關鍵動力學問題，然後從轉子動力學的角度建立共軛運行多轉子系統的動力學模型，研究共軛運行多轉子系統動力學特性的分析方法，分析共軛運行多轉子系統的動力學特性，特別是在非線性及多頻激勵下的振動特性，研究共軛運行多轉子系統振動控制的策略和方法，為各類共軛運行多轉子旋轉機械動力學提供一套完整的理論體系和分析方法。

結題摘要

針對共軛轉子機械在運行過程中出現的各種振動問題還缺乏有效解決手段的問題，本項目首先在對各種共軛運行轉子系統的工作原理進行分析的基礎上，按照耦合介質的不同將其劃分為流體耦合、機械耦合(包括純彈性耦合、彈塑性耦合及塑性耦合)、電磁耦合三種類型，並提煉出共軛運行轉子系統需要研究的動力學包括系統的動力學建模、系統的動力學分析以及系統的振動控制等三個基本問題；然後根據不同的耦合關係，基於有限元法建立了共軛運行多轉子系統的動力學模型，從理論上分析了共軛運行多轉子系統的模態特性、臨界轉速分布及不平衡回響等特性，特別是在非線性耦合及多頻激勵下的不平衡回響；最後針對以電磁耦合的共軛運行轉子系統的振動問題，提出了利用非接觸式的主動電磁軸承及電磁阻尼器對其振動主動控制的策略和方法，並對電磁軸承以及電磁耦合的共軛運行電機系統進行了系統的理論和實驗研究。項目基本完成了原申請書中的全部內容。項目已在國內外學術刊物和會議上發表論文24篇(其中3篇被SCI收錄、17篇被EI收錄)、國內學術會議大會報告3篇，已經錄用論文3篇，完成相關的博士學位論文3篇，碩士學位論文3篇，獲國家實用新型專利8項、申請國家發明專利8項，在讀博士研究生4人，在審論文5篇、專利3項。項目開展的工作為共軛運行轉子機械系統動力學的深入研究奠定了基礎。