针对转子系统动静件间发生碰摩时会引起弹性应变而产生声发射,进而可利用声发射来辨识和诊断碰摩故障的特点,首先对碰摩声发射和碰摩振动信号进行了试验对照研究,讨论基于声发射的碰摩辨识别方法的独特优越性。然后,着重对碰摩声发射的特性进行了试验研究,并借助于小波尺度谱优越的时频分析性能,利用小波尺度谱对碰摩声发射的时频特性、传播特性和频散特性等进行了详细分析。分析结果显示小波尺度谱非常适合碰摩声发射这种频率丰富、非平稳和非线性的多模态波,是模态声发射分析的有力方法。

引入近场波束形成法处理声发射信号,研究在小区域布置少量传感器来实现声发射源定位的新方法。首先,利用板波理论进行声发射信号传播特性研究,对比了板中声发射信号与空气中声波传播的差异性,分析了波束形成法应用于声发射源定位的问题。并在板上进行断铅实验,验证了近场波束形成法进行声发射源定位的有效性。最后,在旋转机械碰摩模拟实验台上进行了碰摩实验,利用波束形成法进行碰摩声发射源定位,所提出的方法能有效地定位旋转机械初始碰摩位置。所得结果可为声发射源定位提供一种新途径。

针对旋转叶片与机匣的碰摩故障,以弹性叶片和柔性机匣作为研究对象,基于弹性协调相容条件推导新的旋转叶片与柔性机匣碰摩力模型.基于材料力学理论,考虑叶片旋转效应,如离心刚化和旋转软化,以及碰摩软化的影响,计算了叶片的准静态弯曲变形.采用带有弹簧支承的柔性环来模拟机匣,其位移由整体位移和局部柔性位移组成.根据能量守恒原理,建立柔性环的位移方程,并对其进行离散处理,得到机匣的结构刚度,进而求得机匣局部柔性位移.与文献和实验结果的对比验证了本文碰摩模型的准确性.

在考虑由裂纹产生的附加刚度、滚动轴承非线性赫兹接触以及由滚动轴承支撑刚度变化而产 生的VC(Varying compliance)振动 的基础上,利用拉格朗日方程建立了滚动轴承支撑下含横向裂纹的双跨度转子模型,综合考虑离心、碰摩等故障,采用变步长Runge-Kutta法对单一及耦合故障导致的系统非线性动力学行为进行数值仿真,结合分岔图、轴心轨迹图、Poincaré截面图和三维谱图等,分析了裂纹扩展、裂纹角和滚动轴承径向间隙对系统响应的影响。结果表明,单一故障时,在超临界转速区有较大范围的混沌运动出现;耦合故障时,在亚临界转速区受不平衡旋转与VC振动的组合影响进入拟周期运动,超过临界转速后开始分频,表现出强非线性特性;裂纹较浅时对系统响应的影响不明显,裂纹较深时在高转速区系统响应变化明显;裂纹角对混沌运动影响较大、对周期运动无本质影响;系...

研究了旋转机械动静碰摩故障下转子与静子振动信号的变化规律。首先分析了碰摩转子和静子振动机理,通过实验对旋转机械在正常情况、轻微局部碰摩和严重局部碰摩三种情况下的动静件振动信号规律和特点进行分析。分析表明,静子振动信号对碰摩故障极为敏感,碰摩时静子振动信号的故障特征表现为调制特征,该特征可以较好地揭示碰摩故障的发生,为诊断碰摩故障提供了一种新思路。