随机水力激励下机组轴系的动力响应.PDFVIP

２０１７年５月 第３５卷　第５期 　 Ｍａｙ２０１７ Ｖｏｌ．３５　 Ｎｏ．５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１６．０１６９ 随机水力激励下机组轴系的动力响应 １ ２ 白冰 ，张立翔 （１．华北水利水电大学土木与交通学院，河南 郑州４５００１１；２．昆明理工大学建筑工程学院， 云南 昆明６５０５００） 白冰 摘要：简要分析了水轮发电机组轴系上的作用力，包括导轴承上的非线性油膜力、转子与转轮上 的机械不平衡力、转子上的不平衡磁拉力和转轮上的水力不平衡力．采用零均值ｉ．ｉ．ｄ．随机数序 列模拟作用于水轮机转轮上的随机水力激励，通过调整随机数方差来改变随机水力激励的大 小，建立了水轮发电机组轴系的非线性动力学模型．求解得到了机组轴系关键部位（转子、转轮 和３个导轴承）响应的时域波形图、轴心轨迹图、频谱图和庞加莱图，以及系统响应的分岔图．结 果表明：水轮机转轮上作用的随机水力激励对于轴系上部的上导轴承、发电机转子影响较小，对 于下导轴承影响适中，对于轴系下部的水导轴承和水轮机转轮影响比较大．随着随机水力激励 增强，水导轴承处和水轮机转轮处轴的横向摆度均发生明显的分叉，已明显影响了轴系的振动 形态和振动稳定性． 关键词：水轮发电机组；轴系；动力响应；随机水力激励；非线性磁拉力；非线性油膜力 中图分类号：ＴＫ７２；Ｓ２７７．９　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１７）０５－０３９８－０６ 　　　 白冰，张立翔．随机水力激励下机组轴系的动力响应［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１７，３５（５）：３９８－４０３，４２３． 　　　 ＢＡＩＢｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉｘｉａｎｇ．Ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｈｙｄｒｏｔｕｒｂｉｎｅｓｅｔｓｈａｆｔｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ ｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０１７，３５（５）：３９８－４０３，４２３．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） Ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｈｙｄｒｏｔｕｒｂｉｎｅｓｅｔｓｈａｆｔｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ １ ２ ＢＡＩＢｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉｘｉａｎｇ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ ４５００１１，Ｃｈｉｎａ；２．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ ６５０５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆｏｒｃｅｓａｃｔｉｎｇｏｎａｈｙｄｒｏｔｕｒｂｉｎｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｅｔｓｈａｆｔｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｂｒｉｅｆｌｙａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｎｃｌｕ ｄｉｎｇｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｉｌｆｉｌｍｆｏｒｃｅｉｎｔｈｅｇｕｉｄｅｂｅａｒｉｎｇｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｕｎｂａｌａｎｃｅｄ