燃气轮机转子支承刚度计算研究

微型燃气轮机浮环轴承-悬臂转子系统动力学特性分析
沈那伟;陈照波;焦映厚;马文生
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2012(031)003
【摘要】对浮环轴承支承的悬臂转子系统的动力学特性进行分析,建立了浮环轴承双层油膜Reynolds方程和浮环运动方程.采用4节点等参h-精细有限元网格,通过Galerkin方法求解系统Reynolds方程得到双层油膜压力.在小摄动范围内,联合悬臂转子系统的动力学方程、浮环运动方程求出浮环轴承的等效刚度和阻尼系数.应用商业有限元软件ANSYS12.1对实际微型燃气轮机用浮环轴承-悬臂转子系统进行临界转速、谐响应及不平衡响应等转子动力学仿真计算.通过与实验结果对比,验证了此物理计算模型的正确性,并证明了用此方法分析浮环轴承-悬臂转子转子动力学问题具有实际意义.
【总页数】5页(P27-31)
【作者】沈那伟;陈照波;焦映厚;马文生
【作者单位】哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】TH313
【相关文献】
1.微型燃气轮机浮环轴承动力学参数影响因素研究 [J], 沈那伟;焦映厚;陈照波;马文生
2.考虑浮环支承的涡轮增压器转子系统动力学行为研究 [J], 朱磊;魏道高;史伟
3.微型燃气轮机浮环轴承稳定性研究 [J], 张宝裕;岑少起;郭红;胡松峰
4.浮环轴承转子系统动力学特性模拟计算 [J], 闫民;陈彦民;何洪
5.全浮式浮环轴承-转子系统动态特性与稳定性研究 [J], 徐涛;奉峥嵘;陈世凡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

燃气轮机性能参数计算与优化燃气轮机是一种常见的能源转换设备，被广泛应用于发电、航空、船舶和工业等领域。

对于燃气轮机的性能参数计算与优化，可以帮助提高其工作效率和可靠性。

本文将介绍燃气轮机性能参数的计算方法，并探讨如何通过优化来提高其性能。

一、燃气轮机性能参数的计算方法1. 基本性能参数计算燃气轮机的基本性能参数包括额定功率、热效率、机械效率、运行特性等。

其中，额定功率可以通过测量轴功率和功率转换效率来计算。

热效率可以通过燃气轮机的进气温度、出口温度、进口压力和出口压力等参数来计算。

机械效率可以通过测量轴功率和热输入功率的比值来计算。

运行特性包括负载响应特性、燃气轮机的启动时间、停机时间等。

2. 气流参数计算燃气轮机的性能与气流参数密切相关。

气流参数包括进气流量、进气温度、进气压力、出口温度和出口压力等。

进气流量可以通过测量进气速度和截面积来计算。

进气温度和进气压力可以通过传感器来测量。

出口温度和出口压力可以通过烟道和排气管道上的传感器来测量。

3. 燃气轮机效率计算燃气轮机的效率主要包括燃烧效率、压缩效率和膨胀效率。

燃烧效率可以通过测量燃料输入和出口温度来计算。

压缩效率可以通过测量压缩比和冷却效果来计算。

膨胀效率可以通过测量膨胀比和膨胀进口、出口温度来计算。

二、燃气轮机性能参数的优化1. 空气增压系统的优化空气增压系统是燃气轮机中的重要组成部分，直接影响燃气轮机的性能。

通过优化空气增压系统的设计和运行参数，可以提高燃气轮机的效率和功率输出。

优化的方法包括增加空气压缩机的压缩比、优化压缩机的进气温度和出口温度、改善空气冷却效果等。

2. 燃气轮机的热管理燃气轮机在运行过程中会产生大量的热量，如何有效地管理和利用这些热量，可以提高燃气轮机的热效率。

优化的方法包括增加燃气轮机的余热回收装置、改善余热回收装置的换热效果、利用余热产生蒸汽等。

3. 燃烧室的优化燃烧室是燃气轮机中进行燃烧的关键组成部分，直接影响燃气轮机的燃烧效率和排放。

转子等效刚度1️⃣ 转子等效刚度概念概述转子等效刚度是机械工程中一个至关重要的概念，它描述了转子在受到外力作用时抵抗变形的能力。

在旋转机械系统中，转子作为核心部件，其动态性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。

等效刚度不仅考虑了转子自身的材料属性和几何形状，还涉及转子与支撑结构之间的相互作用，以及旋转过程中产生的各种力学效应。

2️⃣ 转子等效刚度的计算原理2.1 材料力学基础转子的等效刚度首先基于材料力学的基本原理，包括弹性模量、泊松比等材料的固有属性。

这些属性决定了转子在受到外力作用时的应力应变关系。

2.2 几何形状与边界条件转子的几何形状（如长度、直径、截面形状等）以及支撑方式（如固定支撑、滑动支撑等）对等效刚度有显著影响。

通过有限元分析或解析方法，可以建立转子在不同边界条件下的力学模型，进而计算其等效刚度。

2.3 旋转效应与动态分析在旋转状态下，转子会受到离心力、陀螺效应等动态力的影响，这些因素会改变转子的等效刚度。

因此，进行动态分析时，需考虑这些动态效应对转子刚度的影响。

3️⃣ 转子等效刚度的应用实例3.1 旋转机械的设计与优化在旋转机械的设计阶段，准确计算转子的等效刚度对于确保机械的稳定性和可靠性至关重要。

通过优化转子的几何形状和材料选择，可以调整其等效刚度，从而满足特定的性能要求。

3.2 故障诊断与振动分析转子等效刚度也是故障诊断和振动分析中的重要参数。

当转子出现不平衡、裂纹或磨损等故障时，其等效刚度会发生变化，导致振动特性的改变。

通过分析这些振动信号，可以实现对转子状态的实时监测和故障诊断。

3.3 高性能旋转机械的研发在高性能旋转机械（如高速离心机、航空发动机等）的研发中，对转子等效刚度的精确控制是实现高性能的关键。

通过先进的材料科学、制造工艺和动态优化技术，可以显著提高转子的等效刚度，从而提升机械的整体性能。

综上所述，转子等效刚度是旋转机械设计与分析中不可或缺的重要参数。

通过深入理解其计算原理和应用实例，可以为旋转机械的设计优化、故障诊断和性能提升提供有力支持。

重型燃气轮机转子结构及动力学特性研究综述袁奇;高进;李浦;刘洋;丰镇平【摘要】分析了典型的重型燃机轮机转子的结构特点和各种拉杆式转子的结构优缺点,重点阐述了拉杆式转子中的轮盘平面接触界面和端面齿接触界面的刚度模型及其对转子动力学特性的影响,以及阻尼环对中心拉杆动力学特性的影响及其与转子本体的耦合动力学特性.最后,介绍了拉杆式转子发生故障时的转子动力学特性,并提出了需要进一步研究的问题.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2013(042)004【总页数】8页(P294-301)【关键词】重型燃气轮机转子;拉杆式转子;结构特点;接触界面;故障【作者】袁奇;高进;李浦;刘洋;丰镇平【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049【正文语种】中文【中图分类】TK471燃气轮机是高效清洁的发电和动力设备，涉及到多学科的核心技术，其发展关乎国家的能源与国防安全。

然而，中国燃气轮机的研制起步晚、基础薄弱，从2001年国家发改委发布《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》以来，哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(哈汽)、东方汽轮机有限公司(东汽)和上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂(上汽)分别与通用(GE)、三菱(MHI)和西门子(SIEMENS)合作生产“F”级燃气轮机，以市场换取了部分制造技术，积累了丰富的加工经验。

可是外方并没有转让燃气轮机的设计技术，所以这种引进方式并没有使我们摆脱燃气轮机产业受制于人的局面。

为此，国家科技部在“十五”和“十一五”期间开展了针对燃气轮机关键技术基础研究的“973 计划”专项和针对燃气轮机设计研制的“863 计划”专项。

通过这些专项的实施，提高了我国燃气轮机的设计、制造水平，缩短了与世界先进水平的差距［1-3］。

文章编号:100721385(2007)0320005203某型航空发动机后支承动刚度的有限元计算李玲玲　王克明(沈阳航空工业学院飞行器动力与能源工程学院,辽宁沈阳　110034)摘　要:支承动刚度是影响发动机振动特性的主要因素之一,但目前航空发动机支承结构的刚度系数一般只能靠经验给出一个范围,这严重影响到转子动力特性计算结果的准确性。

根据某型航空发动机的实际结构,建立发动机后支撑结构的动力学模型,应用有限元软件MSC.Nastran进行频率响应计算,再由所得位移曲线求出相应的动刚度曲线。

本文所采用的计算方法和得到的结果对发动机转子动力特性的研究具有一定的参考价值。

关键词:有限元法;支承;动刚度;航空发动机中图分类号:V231.91文献标识码:A 对航空发动机转子—支承系统动力特性的深入研究,是确保发动机能够安全可靠工作的必要前提之一。

[1]诸多研究表明,影响转子—支承系统临界转速的主要因素包括转子的刚度、支承的刚度、质量、材料性质等,其中支承结构的动刚度系数是影响转子系统动力特性的最主要因素之一。

在工程实践中,无论是连接件的刚度还是支承结构的刚度都是随转速变化的,它是激振频率的函数。

因此,在进行转子动力特性分析时,应考虑支承结构的动刚度对转子动力特性分析的影响。

[2]要研究转子系统动力特性尤其是临界转速、振型、不平衡响应以及传递特性等,都需要知道准确的支承刚度值;但目前航空发动机支承结构的刚度系数一般只能靠经验给出一个范围,这严重影响到转子动力特性计算结果的准确性。

[3]对于发动机的设计,较为准确的支承刚度值更是必需的。

用试验的方法固然可以测得支承系统的刚度值,但是要受到仪器等诸多因素的限制,而且费时费力,很不经济。

所以用计算的方法求出发动机转子系统的支承刚度是很必要的。

[1][4]1　发动机后支承的动力学模型根据有限元分析理论,发动机后支承结构振动方程的矩阵形式为[M]{u¨}+[C]{u・}+[K]{u}={F(t)}(1)式中,[M]、[C]、[K]分别为各单元的质量、阻尼收稿日期:20061212作者简介:李玲玲(1982),女,辽宁锦州人,在读硕士和刚度矩阵,{u¨}、{u・}、{u}分别表示单元节点的加速度、速度及位移列阵,{F(t)}为激励力列阵。

高速重载燃气轮机齿轮转子动力学特性研究的开题报告一、研究背景和意义燃气轮机是一种高效、节能、环保的发电装备，被广泛应用于汽车、航空、船舶和工业领域等。

在燃气轮机中，齿轮转子是传动系统的核心，其安全可靠性直接影响着燃气轮机的运行效率和寿命。

而重载燃气轮机在高速运转过程中，受到的动载荷非常大，容易产生疲劳破裂等失效现象，因此对其齿轮转子的动力学特性开展研究具有重要意义。

二、研究内容和目标本课题拟探究高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学特性，具体包括以下内容：1. 高速重载燃气轮机中齿轮转子的力学特性分析；2. 高速重载燃气轮机齿轮转子的振动分析；3. 高速重载燃气轮机齿轮转子的疲劳分析；4. 提出高速重载燃气轮机齿轮转子的优化设计方案，提升其运行效率和寿命。

主要目标是通过研究高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学特性，为其安全运行和优化设计提供科学依据。

三、研究方法和技术路线1. 理论分析方法：对高速重载燃气轮机齿轮转子的力学特性、振动特性和疲劳特性进行理论分析，建立动力学模型；2. 数值模拟方法：采用有限元分析软件对高速重载燃气轮机齿轮转子进行模拟，验证理论模型的准确性；3. 实验验证方法：利用高速旋转试验平台对高速重载燃气轮机齿轮转子进行实验验证，得到其真实的力学特性、振动特性和疲劳特性数据，与理论分析和数值模拟结果进行比较。

四、预期研究成果及应用前景1. 掌握高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学特性；2. 建立高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学模型；3. 验证理论分析和数值模拟结果的准确性；4. 提出优化设计方案，提升高速重载燃气轮机齿轮转子的运行效率和寿命。

该研究成果将为燃气轮机的运行效率提升和寿命延长提供科学依据，对于促进我国燃气轮机产业的发展具有重要的现实意义和应用前景。