膜片联轴器动力学研究

本文针对大型旋转机械船舶动力装置中的转子-膜片联轴器-轴承系统，分别对其各部件和系统的整体的动力学特性进行了理论分析及实验研究。基于等效轴段法建立了系统各部件及其整体的动力学模型。通过fortran、matlab等软件编制仿真计算程序对系统的固有特性和不平衡响应进行了分析。主要内容及结论如下： 介绍了转子-联轴器-轴承系统的历史与发展现状、膜片联轴器中膜片的结构类型及特点，对膜片联轴器的不对中状态进行了分析，建立了膜片联轴器的动力学模型。并对膜片联轴器的各向刚度进行了仿真分析及实验测定，包括弯曲刚度、扭转刚度，实验测定的结果验证了仿真模型的正确性。 其次，对系统中的典型部件如轴段、圆盘、轴承等进行分析，建立了它们的动力学模型。结合前面的分析，建立了转子-膜片联轴器-轴承系统的动力学模型。 再次，对转子-膜片联轴器-轴承系统的固有特性进行了研究。数值结果表明，转子系统的固有频率会随着膜片联轴器的各向刚度的增加而增加。采用Newmark-逐步积分法对转子-轴承系统动力学模型进行求解，并分析了转子系统的时域、频域特性。数值结果表明，同一个转速下，转子上不同结点同一方向的振动幅值随着转速的变化将会出现不同的变化趋势，有的节点的某向振动幅值随着转速的增加而增大，而有的则减小。同一转速下，各节点的各向振动响应峰值不同，靠近膜片联轴器的地方振动响应相应较大。当膜片联轴器处发生不对中时，系统响应中出现了明显的二倍频现象，转子的轴心轨迹中有“8”字型。 通过响应实验定性的验证了这种变化趋势。为今后转子-膜片联轴器-轴承系统存在膜片联轴器不对中时的动力学研究提供了参考