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基于谐波分量的转子系统碰摩故障定量诊断方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2012
  • 页码:43-48
  • 分类:TK267[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
  • 作者机构:[1]东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110819
  • 相关基金:国家自然科学基金(51005042,50775028); 国家重点基础研究发展计划(973计划,2011CB706504)资助项目
  • 相关项目:转子系统热弯曲及其伴生故障的机理研究
中文摘要:

提出一种利用碰摩转子系统响应中的高次谐波分量进行碰摩位置和碰摩力定量诊断的新方法。基于谐波平衡理论分析碰摩故障转子系统的动力学特性,证明了碰摩故障转子系统中任意两节点之间高次谐波分量之比等于无故障转子系统频率响应矩阵的相关元素之比。根据此关系,提出转子系统碰摩故障模型诊断方法和步骤:利用正常转子系统与故障转子系统响应的任意一阶谐波分量之差,结合转子系统的动力学模型,就可以诊断出碰摩的位置;进而可以根据故障转子系统响应的各次谐波分量还原出碰摩力分量。为验证该方法的有效性,对一转子系统进行偏碰和整周碰摩时的数值仿真,并分析支撑刚度及噪声对诊断方法的影响;又在模型转子试验台上进行了试验。该方法仅利用一个转速下两个节点的振动响应即可实现碰摩故障的在线定量诊断,因此便于在实际旋转机械上实行。

英文摘要:

A new quantitative diagnosing method for rotor system is proposed,in which the super-harmonic response of the rubbing rotor system is used for rubbing location and rubbing force identification.The harmonic balance theory is applied to study the dynamic of the rubbing rotor system,and it's revealed that the ratio of the super-harmonic frequency responses of any two nodes in the rubbing rotor system is equal to the ratio of the corresponding elements in the frequency response matrix of the pre-fault rotor system.The new model based rubbing identification method and the procedures are presented by utilizing this relationship: using the residual responses between the responses of the fault system and that of the pre-fault system,and by combining the dynamic model of the rotor system,the rubbing location can be obtained;then the rubbing forces can be obtained by using the harmonic components of the rubbing rotor responses.In order to test the efficiency of the presented detection method,numerical simulations are carried out and the effects by the supporting stiffness and noise are analyzed,and experiments based on a rotor test rig are also carried out.Using this method,the rubbing location and rubbing forces can be identified by using measured vibration responses of only two nodes in one operation speed,so it's easy to apply in real rotating machinery.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
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  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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