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考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析
1
作者
余承智
刘阳
+2 位作者
袁奇
王龙
冀大伟
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第2期95-105,126,共12页
为揭示转子-轴承系统在不同涡动状态下的产热机理,明确不同涡动状态下的轴颈温度分布特性,提出了一种考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析方法。以热效应分析模型为基础,借助C++语言编写用户自定义函数(UDF)引入了温度-黏性模型...
为揭示转子-轴承系统在不同涡动状态下的产热机理,明确不同涡动状态下的轴颈温度分布特性,提出了一种考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析方法。以热效应分析模型为基础,借助C++语言编写用户自定义函数(UDF)引入了温度-黏性模型,采用基于结构化网格的非定常动网格更新方法,实现了同步涡动时轴颈中心的自动迭代。通过算例验证并与Kucinschi实验结果对比,证明了提出的数学模型和求解方法的有效性,探究了轴颈在3种涡动轨迹下,偏心率、同步涡动频率、涡动幅值对轴颈周向温度及压力分布特性的影响。结果表明:当轴颈偏心率固定为0.5、同步涡动频率从50 Hz增大至200 Hz时,直线轨迹下周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹下周向温差的最大相对偏差分别达到了11.51%和14.01%;当轴颈涡动频率固定为159.17 Hz、偏心率从0.1升至0.5时,直线轨迹下的周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹的周向温差的相对偏差均在10%~25%之间;轴颈周向温度分布与油膜黏性剪切力分布具有相位差。研究可为抑制转子热致同步振动失稳提供理论参考。
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关键词
产热机理
涡动轨迹
温度分布
压力分布
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职称材料
采用时域与时频域联合特征空间的转子系统碰磨故障诊断
被引量：
25
2
作者
赵柄锡
冀大伟
+2 位作者
袁奇
李浦
葛庆
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期75-84,共10页
针对转子系统早期碰磨故障,提出了一种基于时域和时频域联合特征提取和分析的方法,并采用该方法对简单转子模型进行了故障诊断。基于BP神经网络和影响函数法,建立了滑动轴承单盘转子碰磨故障动力学模型,并对转子系统碰磨故障进行了数值...
针对转子系统早期碰磨故障,提出了一种基于时域和时频域联合特征提取和分析的方法,并采用该方法对简单转子模型进行了故障诊断。基于BP神经网络和影响函数法,建立了滑动轴承单盘转子碰磨故障动力学模型,并对转子系统碰磨故障进行了数值模拟;分别采用统计学和小波包分解方法,对振动信号的时域和时频域特征进行了提取,综合两者建立了碰磨故障的特征空间,并采用支持向量机(SVM)模型对比分析了基于时域、时频域和综合两者特征空间的故障诊断效果,在此基础上,通过引入可分度函数,将正常振动信号与故障信号同时考虑,对各特征的可分度进行了分析和排序;根据特征分析结果,将特征空间分为高可分度区域和低可分度区域,分别针对单特征和组合特征对碰磨故障进行识别。研究结果表明:单特征的碰磨故障识别率与其可分度函数值呈正相关;组合特征识别效果要优于单特征,且高可分度区域内的组合特征识别效果要明显优于低可分度区域,针对本文所建碰磨故障样本空间,高可分度区域内随机三特征组合平均故障识别率达到90%以上。文中提出的故障特征提取和分析方法可为复杂故障的识别提供参考。
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关键词
碰磨故障诊断
时域分析
时频域分析
可分度函数
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职称材料
叶顶泄漏对跨声速涡轮气动性能和叶片激振特性的影响
被引量：
2
3
作者
黄宫格
袁奇
+1 位作者
潘阳
冀大伟
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期10-18,共9页
针对SNECMA公司的跨声速实验涡轮装置,建立了单流道无冠叶栅三维CFD计算模型,通过求解定常RANS方程,研究了4种叶顶区域结构(平板叶顶-标准机匣、凹槽叶顶-标准机匣、平板叶顶-台阶机匣和凹槽叶顶-台阶机匣)下,叶顶泄漏流及其与主流的掺...
针对SNECMA公司的跨声速实验涡轮装置,建立了单流道无冠叶栅三维CFD计算模型,通过求解定常RANS方程,研究了4种叶顶区域结构(平板叶顶-标准机匣、凹槽叶顶-标准机匣、平板叶顶-台阶机匣和凹槽叶顶-台阶机匣)下,叶顶泄漏流及其与主流的掺混效应对涡轮气动性能和叶顶间隙激振力的影响。结果表明:叶顶间隙较大时,凹槽叶顶-标准机匣结构的等熵效率最大,采用台阶机匣结构会使等熵效率下降;叶片切向力随叶顶间隙的增加先增大后减小,其中平板叶顶-标准机匣结构的叶片切向力最大且变化相对平稳;叶顶泄漏流对99%叶高、约67%轴向弦长处吸力面的静压分布有显著影响,叶顶间隙增加会使该区域静压下降,导致叶片切向力增大;平板叶顶-标准机匣结构的穿越间隙较大,力敏感度系数较小,促进转子稳定运动的叶顶间隙区间较大,有利于转子的稳定运行。文中还分析了叶顶间隙激振力的产生机理及其特性,可为优化叶顶结构设计和减小叶顶间隙激振提供理论依据。
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关键词
跨声速涡轮
叶顶泄漏
叶顶间隙
气动性能
激振力
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职称材料
题名
考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析
1
作者
余承智
刘阳
袁奇
王龙
冀大伟
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
陕西省叶
轮机
械及动力装备工程实验室
上海电气电站设备有限公司汽轮机厂技术发展处
出处
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第2期95-105,126,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(12372057)
国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅳ-0005-0072)。
文摘
为揭示转子-轴承系统在不同涡动状态下的产热机理,明确不同涡动状态下的轴颈温度分布特性,提出了一种考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析方法。以热效应分析模型为基础,借助C++语言编写用户自定义函数(UDF)引入了温度-黏性模型,采用基于结构化网格的非定常动网格更新方法,实现了同步涡动时轴颈中心的自动迭代。通过算例验证并与Kucinschi实验结果对比,证明了提出的数学模型和求解方法的有效性,探究了轴颈在3种涡动轨迹下,偏心率、同步涡动频率、涡动幅值对轴颈周向温度及压力分布特性的影响。结果表明:当轴颈偏心率固定为0.5、同步涡动频率从50 Hz增大至200 Hz时,直线轨迹下周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹下周向温差的最大相对偏差分别达到了11.51%和14.01%;当轴颈涡动频率固定为159.17 Hz、偏心率从0.1升至0.5时,直线轨迹下的周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹的周向温差的相对偏差均在10%~25%之间;轴颈周向温度分布与油膜黏性剪切力分布具有相位差。研究可为抑制转子热致同步振动失稳提供理论参考。
关键词
产热机理
涡动轨迹
温度分布
压力分布
Keywords
heat generation mechanism
whirling orbit
temperature distribution
pressure distribution
分类号
TK263.6 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
采用时域与时频域联合特征空间的转子系统碰磨故障诊断
被引量：
25
2
作者
赵柄锡
冀大伟
袁奇
李浦
葛庆
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
西安交通大学陕西省叶
轮机
械及动力装备工程实验室
上海电气电站设备有限公司汽轮机厂技术发展处
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期75-84,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(11872289)
西安交通大学自然科学基金重点资助项目(ZRZD2017025)
国家重点研发计划资助项目(2017YFB09602103)
文摘
针对转子系统早期碰磨故障,提出了一种基于时域和时频域联合特征提取和分析的方法,并采用该方法对简单转子模型进行了故障诊断。基于BP神经网络和影响函数法,建立了滑动轴承单盘转子碰磨故障动力学模型,并对转子系统碰磨故障进行了数值模拟;分别采用统计学和小波包分解方法,对振动信号的时域和时频域特征进行了提取,综合两者建立了碰磨故障的特征空间,并采用支持向量机(SVM)模型对比分析了基于时域、时频域和综合两者特征空间的故障诊断效果,在此基础上,通过引入可分度函数,将正常振动信号与故障信号同时考虑,对各特征的可分度进行了分析和排序;根据特征分析结果,将特征空间分为高可分度区域和低可分度区域,分别针对单特征和组合特征对碰磨故障进行识别。研究结果表明:单特征的碰磨故障识别率与其可分度函数值呈正相关;组合特征识别效果要优于单特征,且高可分度区域内的组合特征识别效果要明显优于低可分度区域,针对本文所建碰磨故障样本空间,高可分度区域内随机三特征组合平均故障识别率达到90%以上。文中提出的故障特征提取和分析方法可为复杂故障的识别提供参考。
关键词
碰磨故障诊断
时域分析
时频域分析
可分度函数
Keywords
rubbing fault diagnosis
time domain analysis
time-frequency domain analysis
distinguishing function
分类号
TH17 [机械工程—机械制造及自动化]
TH133 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
叶顶泄漏对跨声速涡轮气动性能和叶片激振特性的影响
被引量：
2
3
作者
黄宫格
袁奇
潘阳
冀大伟
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
陕西省叶
轮机
械及动力装备工程实验室
上海电气电站设备有限公司汽轮机厂技术发展处
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期10-18,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(11872289)
国家重点研发计划资助项目(2017YFB09602103)。
文摘
针对SNECMA公司的跨声速实验涡轮装置,建立了单流道无冠叶栅三维CFD计算模型,通过求解定常RANS方程,研究了4种叶顶区域结构(平板叶顶-标准机匣、凹槽叶顶-标准机匣、平板叶顶-台阶机匣和凹槽叶顶-台阶机匣)下,叶顶泄漏流及其与主流的掺混效应对涡轮气动性能和叶顶间隙激振力的影响。结果表明:叶顶间隙较大时,凹槽叶顶-标准机匣结构的等熵效率最大,采用台阶机匣结构会使等熵效率下降;叶片切向力随叶顶间隙的增加先增大后减小,其中平板叶顶-标准机匣结构的叶片切向力最大且变化相对平稳;叶顶泄漏流对99%叶高、约67%轴向弦长处吸力面的静压分布有显著影响,叶顶间隙增加会使该区域静压下降,导致叶片切向力增大;平板叶顶-标准机匣结构的穿越间隙较大,力敏感度系数较小,促进转子稳定运动的叶顶间隙区间较大,有利于转子的稳定运行。文中还分析了叶顶间隙激振力的产生机理及其特性,可为优化叶顶结构设计和减小叶顶间隙激振提供理论依据。
关键词
跨声速涡轮
叶顶泄漏
叶顶间隙
气动性能
激振力
Keywords
transonic turbine
tip leakage
tip clearance
aerodynamic performance
excitation force
分类号
TK14 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析
余承智
刘阳
袁奇
王龙
冀大伟
《西安交通大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
采用时域与时频域联合特征空间的转子系统碰磨故障诊断
赵柄锡
冀大伟
袁奇
李浦
葛庆
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
25
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
叶顶泄漏对跨声速涡轮气动性能和叶片激振特性的影响
黄宫格
袁奇
潘阳
冀大伟
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
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职称材料
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