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1、南京航空航天大学毕业设计论文开题报告 南京航空航天大学 毕业设计（论文）开题报告 （本科_级） _学院 _专业 设计（论文）题目 _ 学生姓名 _ 学号 _ 起迄日期 _ 设计地点 _ 指导教师 _ 职称_ 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 1. 结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 15002000 字左右的文献综述。 高性能的航空发动机以不断修改结构几何构形达到充分利用材料特性和缩小发动机转静件间的间隙来提高推力/重量比和结构效率。同时转静件结构上采用封严措施，使之达到最小间隙，致使转静件间碰摩的可能性增加。而随着航空事业的发展，对航空发动机的结构完整性和可
2、靠性的要求也越来越高。这就要求研究者对转子碰摩故障的特征有较清楚的了解。为此，本文进行了如下研究工作。 首先针对转子碰摩故障诊断问题，建立了 Jeffcott 转子碰摩模型及非线性动力学分析模型。然后，计算碰摩力，用 Runge-Kutta 方法对微分方程求解，设定参数，并进行模拟试验，通过得到的轴心轨迹图、频谱图、时间波形图、Poincar图等，研究系统在周期、拟周期及混沌运动时曲线的特征。重点讨论转子系统参数对其信号的影响，研究了转子碰摩故障的特征。 规定计算参数下，仿真计算得到系统运动状态的变化，不断的改变转速，碰摩刚度和偏心量来观察其对系统相应的影响。分析系统运动如何在周期、拟周期和混
3、沌之间的转化；并分析其非线性特征和混沌现象； 用转子碰摩试验台进行实验验证，并观察碰摩故障出现后的的现象。 国内外许多学者对转子碰摩的研究已经取得了不少的成果，对碰摩产生的条件，主要特征以及数学模型理论都作了较详细的描述。但由于碰摩故障激励的复杂性，工程师及中仍然存在一些应用这些成果并不能解释清楚的现象，这也表明这些成果应用的局限性。在目前国内外学者研究成果上，本文将转子碰摩故障诊断结合起来，建立 Jeffcott 转子碰摩模型及动力学分析模型，推导出系统的动力学方程，利用数值仿真分析转子碰摩故障机理，提取碰摩故障特征。用从 ZT-3 型多功能转子模拟实验台和航空发动机转子试验器上采集到的碰摩
4、故障实验数据进行了诊断实验。 本论文的主要内容如下 第一章：介绍了航空发动机转子碰摩故障的概念，讨论了目前国内外对转子碰摩故障诊断的研究，以及本文研究的主要内容。 第二章：建立 Jeffcott 转子碰摩模型及动力学分析，研究碰摩故障，用非线性动力学理论进行故障机理分析。在相同的转子系统参数下，利用时域波形图、轴心轨迹图、频谱图、Poincar图等研究了碰摩故障的非线性特征，并给出结论。 第三章：运用 ZL-3 转子实验台和航空发动机转子试验器进行了碰摩故障实验，对动力学模型以及相关的计算进行验证。 第四章：对本文所做的工作进行总结和展望，归结本文的创新点和不足之处以及今后的进一步研究工作。
5、在对转子碰摩动力学模型的研究中，有的国内外学者通过建立Jeffcott 转子碰摩模型，研究了转子在不同激励频率、转子刚度、阻尼比、偏心量以及（非线性）摩擦系数在非线性油膜力的作用下转子的响应；分析转子碰摩故障的频域特点及其非线性振动特性，以及转静碰摩间隙对转子响应频率成分（高频和低频）的影响。有碰摩转子运动分1234567891012 ，小波变换特征4 ，转子碰摩故障仿真与实验研究13，碰摩转子系统中的阵发性及混沌现象5 ，非线性动力学行为研究 6 ，不对中转子局部碰摩的混沌特性711 以及非稳态分析等 8 ，都进行了详细的研究，并取得了重要的进展。 有鉴于此，本文也将建立转子碰摩的非线性动力
6、学模型。综合考虑了转子质量、阻尼系数、机匣径向刚度、间隙、偏心、转速以及摩擦系数等因素。研究了转子转速、轴承间隙、碰摩刚度以及转子偏心量对系统响应的影响，用时间波形、频谱图、轴心轨迹及 Poincar 图来对系统响应进行周期分频拟周期混沌的变化过程特征分析。 1 Muszynska A. Rotor to stationary element rub related vibration phenomena in rotating machinery: Literature survey J. T he S hock and Vibration Digest, 1989, 21 (3): 3 1
7、1. 2 Chu F L , Zhang Z S. Bifurcation and chaos in a rub impact Jeffcott rotor system J . Journal of Sound and Vibration, 1998, 210 (1): 1-18. 3 Chu Fulei, Lu Wenxiu. Experimental observation of nonlinear vibrations in a rub-impact rotor system. Journal of Sound and Vibration (283), xx: 621643 4 刘献栋
8、等. 具有转静件碰摩故障双转子系统的动力学模型及其小波变换特征, 航空动力学报, 15（2），2000 5 诸福磊等. 碰摩转子系统中的阵发性及混沌现象, 航空动力学报, 11（3）, 1996 6 李振平. 碰摩转子轴承系统非线性动力学行为研究, 航空动力学报, 19（2）, xx 7 刘献栋等. 转静件碰摩模型及不对中转子局部碰摩的混沌特性, 航空动力学报, 13（4）, 1998 8 丁千，转子碰摩运动的非稳态分析，航空动力学报, 15（2）, 2000 9 闻邦椿，武新华，丁千. 故障旋转机械非线性动力学的理论与试验, 科学出版社, xx 10 李振平. 碰摩转子-轴承系统非线性动力学
9、行为研究，航空动力学报, 19(2), xx 11 罗跃纲. 基础松动-碰摩转子系统的混沌特性研究，振动工程学报, 16(2), xx 12 闻邦椿, 张晓伟, 姚红良. 碰摩转子轴承系统非线性振动特征的实验研究, 东北大学学报（自然科学版）, (10), xx 13 向玲，转子动静碰摩故障仿真与试验研究，润滑与密封，(5 期) ，xx 2.毕业设计任务要研究或解决的问题和拟采用的方法： （1） 建立 Jeffcott 转子碰摩故障动力学模型，推导运动微分方程； （2） 利用四阶龙格库塔法对微分方程进行求解，得到转子水平和垂直方向的动力响应；绘制响应的时间曲线、频谱曲线、相图、轴心轨迹图及Poincare 图，研究系统在周期、拟周期及混沌运动时曲线的特征； （3） 规定计算参数下，仿真计算得到系统运动状态的变化，分析系统运动如何在周期、拟周期和混沌之间的转化；并分析其非线性特征和混沌现象； （4） 用转子试验台进行实验验证，观察碰摩故障出现后的倍频和分频的现象。 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量 _和对毕业设计（论文）结果的 预测）： 指导教师_ 年 月 日 系意见： 主 任_ 年 月 日 说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一， 此报告应在导师指导下，由学生填写，经导师签署意见及系审查后生效。 模板,内容仅供参考
