航空發(fā)動機轉子：支承系統(tǒng)的振動（上冊）

目錄
叢書序
前言
第1章單自由度系統(tǒng)的振動
1.1運動微分方程001
1.2自由振動001
1.3利用自由振動確定阻尼的方法003
1.4受迫振動004
1.5阻尼的半功率點估計006
1.6周期力激擾下的受迫振動008
1.7振動烈度的度量009
參考文獻011
第2章支座激振與振動隔離
2.1支座激振012
2.2振動的隔離014
參考文獻015
第3章單盤對稱轉子的振動
3.1轉子的渦動及幅頻特性016
3.2轉子運動微分方程018
3.3轉子的不平衡響應019
3.4不平衡作用下轉子的進動023
3.5固定坐標系和旋轉坐標系下轉子運動的描述和變換024
3.6有阻尼時轉子的振動025
3.7轉子在臨界轉速時的振動和阻尼的最佳估計方法026
3.7.1轉子在臨界轉速時的振動026
3.7.2阻尼的最佳估計方法028
參考文獻032
第4章帶有彎曲軸和非圓軸轉子的振動
4.1軸彎曲時轉子的振動033
4.2帶有非圓軸時轉子的振動036
4.2.1轉子的不平衡響應040
4.2.2轉子自重激起的振動041
參考文獻043
第5章支承剛度各向異性時轉子的振動
5.1支承主剛度各向異性時轉子的振動044
5.2支承主剛度各向異性時轉子的正進動與反進動047
5.3支承存在交叉剛度時轉子的振動050
5.4支承主剛度各向異性對轉子穩(wěn)定性的影響054
5.5從能量角度解釋轉子的穩(wěn)定性055
參考文獻058
第6章盤偏置時轉子的振動
6.1回轉效應的實驗演示059
6.2偏置盤運動的描述060
6.3盤偏置時轉子的運動方程062
6.4轉子的自振頻率066
6.5轉子系統(tǒng)的動力學“臨界跟隨”現(xiàn)象071
6.5.1不平衡力和不平衡力矩作用下轉子的振動響應073
6.5.2“臨界跟隨”條件下轉子振動響應的計算實例075
參考文獻077
第7章葉輪頂間隙激振
7.1間隙激振力的計算079
7.2局部間隙損失系數(shù)080
7.3間隙激振力系數(shù)082
7.4間隙激振的失穩(wěn)作用083
參考文獻084
第8章轉子振動的進動分析方法及其應用
8.1進動分析方法的建立085
8.2轉子的軸心軌跡正、反進動分解086
8.3轉子運動的進動比函數(shù)090
8.3.1支承剛度各向異性時轉子的進動比函數(shù)091
8.3.2裂紋轉子的進動比函數(shù)092
8.4轉子進動軌跡的全息進動分析095
8.5轉子進動分析的廖氏定理097
8.5.1廖氏定理1——橢圓面積定理097
8.5.2廖氏定理2——橢圓軌跡和進動圓軌跡面積定理098
8.5.3廖氏定理3——軌跡面積變化率恒定定理100
8.5.4廖氏定理4——軌跡周長定理101
8.5.5復向量內(nèi)積法則103
8.5.6廖氏定理５——進動力做功的正交性定理103
8.5.7廖氏定理６——進動力做功定理105
8.6定理的應用示例106
8.6.1不平衡力所做的功106
8.6.2阻尼力所做的功107
8.6.3存在反對稱交叉剛度時，彈性恢復力所做的功108
8.7幾種典型故障條件下轉子的進動特征109
參考文獻110
第9章轉子的失穩(wěn)振動
9.1材料的黏彈性和內(nèi)阻尼112
9.2內(nèi)阻尼的作用114
9.2.1內(nèi)阻尼模型及其與轉子運動的關系114
9.2.2內(nèi)阻尼對轉子運動穩(wěn)定性的影響116
9.3內(nèi)阻尼和外阻尼117
9.4帶內(nèi)阻尼轉子的不平衡響應119
9.5帶內(nèi)阻尼轉子的重力響應119
9.6圓柱面配合引起的轉子失穩(wěn)振動120
9.6.1圓柱面配合的形式及特征參數(shù)120
9.6.2圓柱面配合的受力和內(nèi)摩擦分析121
9.7套齒連接結構的受力和內(nèi)摩擦分析131
9.7.1套齒連接的作用和特征參數(shù)131
9.7.2套齒連接引起轉子失穩(wěn)振動的機理132
9.7.3轉子不對中對帶套齒連接轉子穩(wěn)定性的影響134
9.7.4動態(tài)不對中時套齒連接轉子的穩(wěn)定性139
9.7.5套齒內(nèi)摩擦等效內(nèi)阻尼145
本章小結146
參考文獻147
第10章振動測試及振動信號分析
10.1測試的目的和任務148
10.2振動傳感器149
10.2.1傳感器的技術指標149
10.2.2振動位移傳感器——電渦流傳感器152
10.2.3振動速度傳感器——磁電式傳感器153
10.2.4振動加速度傳感器154
10.3傳感器的安裝155
10.3.1地面機械上傳感器的安裝155
10.3.2航空發(fā)動機上傳感器的選擇與安裝156
10.4振動信號的調(diào)理和采集157
10.5轉子振動信號的處理與分析160
10.5.1頻率分辨率160
10.5.2特征量的提取及表征160
參考文獻164
第11章單轉子影響系數(shù)動平衡理論與方法
11.1不平衡質(zhì)量的分布、靜不平衡和動不平衡165
11.2剛性轉子與柔性轉子167
11.3剛性轉子的平衡167
11.4影響系數(shù)平衡法170
11.5柔性轉子的動平衡171
11.6影響系數(shù)法的改進173
11.6.1帶有初始彎曲時轉子的動平衡173
11.6.2保留試重的影響系數(shù)法174
11.6.3平衡面相關性問題的處理176
11.6.4影響系數(shù)矩陣的存儲和重用177
11.6.5利用平均數(shù)據(jù)計算影響系數(shù)矩陣178
11.7基于試重組的影響系數(shù)平衡法178
11.7.1基于正交試重組的影響系數(shù)法179
11.7.2基于任意試重組的影響系數(shù)平衡法183
11.7.3基于正交試重組的影響系數(shù)法和基于任意試重組的影響系數(shù)法的關系186
參考文獻188
第12章單轉子模態(tài)動平衡理論與方法
12.1柔性單轉子的運動方程和模態(tài)正交性189
12.1.1運動方程189
12.1.2振動模態(tài)191
12.1.3單轉子振型的正交特性195
12.2轉子的不平衡響應197
12.2.1復向量表示法197
12.2.2不平衡響應198
12.3單轉子模態(tài)平衡的N平面法201
12.3.1N平面理論201
12.3.2實際平衡方法和步驟203
12.3.3正交校正質(zhì)量組的確定205
12.3.4N平面平衡法的一般步驟206
12.3.5單轉子向前正交平衡法207
12.3.6單轉子全正交平衡法209
12.4單轉子模態(tài)平衡的N 2平面法211
12.4.1向前正交的N 2平衡面法211
12.4.2向前正交的N 2平衡面法的平衡步驟212
12.5柔性單轉子模態(tài)動平衡法的過程與步驟213
12.5.1轉子模態(tài)的確定213
12.5.2N平面向前正交平衡法213
12.6多測點優(yōu)化216
12.7單轉子N平面全正交平衡法——向前和向后正交平衡法218
12.8單轉子全正交模態(tài)動平衡的步驟219
12.8.1正交向量組的確定219
12.8.2平衡第一階振型219
12.8.3平衡第二階振型220
12.8.4平衡第三階振型221
參考文獻222
第13章帶擠壓油膜阻尼器轉子的動力學特性
13.1擠壓油膜阻尼器的發(fā)展和應用223
13.1.1擠壓油膜阻尼器的結構和基本原理223
13.1.2擠壓油膜阻尼器的誕生與發(fā)展225
13.2擠壓油膜阻尼器的基本特性及特征參數(shù)226
13.3雷諾方程228
13.3.1坐標系與阻尼器參數(shù)228
13.3.2平衡方程229
13.3.3連續(xù)方程231
13.3.4廣義雷諾方程231
13.3.5軸頸軸承的雷諾方程233
13.3.6擠壓油膜阻尼器的雷諾方程234
13.4油膜反力、油膜剛度和油膜阻尼237
13.4.1半油膜、全油膜和氣穴現(xiàn)象237
13.4.2短軸承近似理論圓進動假設穩(wěn)態(tài)239
13.4.3長軸承近似理論圓進動假設穩(wěn)態(tài)245
13.4.4有限長軸承近似方法250
13.4.5短軸承理論下阻尼器的瞬態(tài)特性258
13.4.6長軸承理論下阻尼器的瞬態(tài)特性268
13.4.7支承在擠壓油膜阻尼器上的剛性轉子277
13.4.8考慮流體慣性力時的阻尼特性283
13.4.9考慮油膜慣性效應時擠壓油膜阻尼器對轉子振動的影響285
13.5擠壓油膜阻尼器設計290
13.5.1擠壓油膜阻尼器設計流程和實例290
13.5.2擠壓油膜阻尼器實驗和減振性能影響因素298
13.5.3擠壓油膜阻尼器的非線性特性314
參考文獻318
第14章發(fā)動機轉子動力學特性計算方法
14.1傳遞矩陣法320
14.1.1轉子模型建立320
14.1.2軸段的傳遞矩陣320
14.1.3軸段間的傳遞矩陣322
14.1.4綜合軸段的傳遞矩陣325
14.1.5臨界轉速與振型計算325
14.1.6分叉結構的傳遞矩陣法327
14.1.7不平衡響應的計算331
14.1.8應變能分析332
14.1.9計算雙轉子動力學特性的整體傳遞矩陣法333
14.1.10算例340
14.2有限元計算方法345
14.2.1有限元計算方法的特點和計算步驟345
14.2.2發(fā)動機轉子系統(tǒng)的建模和單元節(jié)點劃分346
14.2.3單元的運動微分方程347
14.2.4發(fā)動機轉子系統(tǒng)的運動微分方程353
14.2.5分叉結構的有限元法356
14.2.6發(fā)動機雙轉子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)動力學特性計算361
14.2.7發(fā)動機轉子系統(tǒng)的瞬態(tài)響應371
14.2.8算例5374
參考文獻378
附錄
附錄A：等截面軸單元的運動方程系數(shù)矩陣379
附錄B：錐形軸單元的運動方程系數(shù)矩陣381
附錄C：軸單元的瞬態(tài)剛度系數(shù)矩陣384