基于非线性振动的上悬式离心机可靠性分析.pdfVIP

第 42卷 第 2 期 广西大学学报 （自然科学版 ） Vol .42 No . 2 2017年 4 月 Journal of Guangxi University( Nat Sci Ed ) Apr . 2017 doi : 10. 13624/j . cnki . issn . 1001-7445. 2017. 0470 基于非线性振动的上悬式离心机可靠性分析 杨旭娟1,2’3，张 振 1，王汝贵1，李宇龙1 (1.广西大学机械工程学院，广 西 南 宁 530004; 2.广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广 西 南 宁 530004; 3.广西髙校临海机械装备设计制造及控制重点实验室培育基地，广 西 钦 州 535000) 摘要 :为了研究非线性振动对上悬式离心机频率可靠性的影响，用有限元法建立包含电磁参数、机械结构参数 和糖膏流体参数的上悬式离心机主轴系统非线性动力学方程。采用多尺度法求解系统非线性振动频率因子， 结合人工神经网络技术，拟合出材料参数与固有频率之间的关系。以频率可靠性理论为基础，依据可靠性的 关系准则，定义系统的失效模式，建立基于非线性振动的上悬式离心机主轴系统的可靠性模型，并进行了仿真 分析，给出系统工作转速应该避开的不可靠运行区域。研究结果表明，当系统转速为152 r/min 、197 r/min 、 417 r/m in 和 811 r/m in 时，系统的可靠度明显降低，并趋向于0 ，其中当转速为152 r/min 、197 r/min 、417 r/min 时，是由于线性共振失效引起的;而当转速为811 r/m in 时，是由于非线性组合共振失效引起的。即考虑非线 性因素时，系统产生了非线性频率因子，当该非线性频率因子与系统的固有频率相近时，系统的可靠度将趋向 于零。因此，系统的正常工作转速不仅要避开线性共振引起的不可靠区域，也要避开非线性共振引起的不可 靠区域。 关键词 :上悬式离心机;非线性振动;频率因子;可靠性 中图分类号 :TH 113 ;TK730. 2 文献标识码： 文章编号 :1001鄄7445( 2017) 02-0470-07 Reliability analysis of a top-suspended centrifuge based on nonlinear vibration YANG Xu-juan12 3 ， ZHANG Zhen1， WANG Ru-gui1， LI Yu-long1 (1. School of Mechanical Engineering， Guangxi University， Nanning 530004，China ； 2. Guangxi Key Laboratory of Manufacturing System Advanced Manufacturing Technology， Nanning 530004，China ; 3. Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory Breeding Base of Coastal Mechanical Equipment Design， Manufacturing and Control， Qinzhou 535000，China) Abstract : The top-suspended centrifuge is studied and the effect of the nonlinear vibration on the reliability of the top-suspended centrifuge is analyzed . The nonlinear