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1、中国地质大学长城学院本科毕业设计外文资料翻译系 别： 工程技术系 专 业：机械设计制造及其自动化姓 名： 学 号： 2011 年12 月 30 日外文资料翻译译文1.1转子动态特性的轴承在每种类型的旋转机械中，转子振动的因素是很重要的设计。在最常见的应用中，主要的重点是适当的平衡，尽量减少转子剩余不平衡振动水平。在更先进的设计转速中，功率密度和性能受到实际的限制，那么将大大增加对转子动力学设计的水平和复杂程度的考虑。高性能涡轮机械技术要求最苛刻的地方分别在旋转机械方面的转子动力学以及其他许多重要的工程材料学方面。 先进的涡轮机械需要用广泛的计算研究和预测的转子动力学特性的成分进行设计，i.e.
2、, (i) 关键（共振）的速度，(ii) 响应和灵敏度转子质量不平衡分布，(iii)不稳定（自激）阈值的速度。标准治疗这种分析涉及到数学建模的转子和支持系统的范围内假定非线性动力学模型 1,2 。在专门的情况下（如刀片损失的事件）切合实际的预测不能没有包括占主导地位非线性 3 。然而，这是假设的动态线性，还有大多数转子动力学设计分析的工作要做。 在数学表述中的线性模型横向转子振动很简单，并体现在标准线性振动模型的任何多自由度系统，表现在以下紧凑型矩阵形式： M(q) + Cq + Kq = F(t) (1.1)在模式M, C, K =质量，阻尼和刚度的速度取决于系数矩阵q, q, q= 位移，
3、速度和加速度矢量广义坐标（函数f （吨） ） =广义力载体 转子动力系统一个有趣的特点是，运动方程通常有非对称矩阵，尤其是刚度 K 和阻尼C矩阵。在 K 矩阵通常是非对称由于动态特性的轴承，密封和其他转子定子流体动力学相互作用力量。非对称的C矩阵源自转子陀螺效应和流体的惯性影响密封和程度较轻的轴承。一些研究提出了数学模型，使群众矩阵， M 档，也将非对称类似的原因， K 和C矩阵的非对称。然而，令人信服的理由，如在 2 中所描述，已说服了转子动力学说放弃这一想法，取而代之的是对称的质量矩阵。 虽然理论上正式声明的线性转子动力学分析模型是明确的，即均衡器。 （ 1.1 ） ，虽然计算算法，充分利
4、用这一分析模型现在很标准，但事实仍然是想要可靠和准确的转子振动的预测仍然是一个相当大的挑战。为什么？众所周知的，是由于一些重要的“投入”不够好。因此，虽然存在许多有效的计算机代码，使转子振动分析， “产出”这种代码是唯一，好“投入” 。但最不确定的投入转子动态系数为轴承转子定子，密封件和其他转子定子流体动力学的相互作用。 液体膜动力轴承，是最常用的模型，为小扰动的杂质静态平衡立场，就是所谓的8 -系数刚度和阻尼模型，并具有下列形式：在这里，互动式的动态径向力组件（fx, fy）造成的径向位移（ X，Y ）的相对静态平衡态和径向速度（ X，Y ）这一位移。这个概念是画报图所示。1 。请注意，在该
5、模型所描述的方程。 （ 1.2 ） ，该动力是一个功能只有位置和速度，而不是加速。这是符合古典雷诺润滑方程，其中忽略流体的惯性作用。此外，惰性少流，轴承刚度矩阵可非对称（即Kxy ！ = Kyx ） ，但同时阻尼矩阵应假定为对称（即Cxy = Cyx ） ，因为任何斜对称添加剂轴承阻尼矩阵必须有一个后果，流体的惯性作用 1 。在高雷诺数转子定子液环，如海豹和一些轴承（例如，水润滑轴承） ，这是不恰当的忽视流体的惯性的影响，因此，另外一组系数矩阵的需要，包括转子轨道振动加速度的影响后的总转子定子的互动动力。这导致一般各向异性模型显示如下：在这里，Dxy = Dyx时应实行。而有11个完全转子动态
6、系数来确定上述各向异性线性模型。这些系数一般职能的轴转速和轨道频率。其中几个重要的独特功能CWRU转子动力学试验设施是它设定为允许提取的所有系数的各向异性模型与惯性，所描绘均衡器。 （ 1.3 ） 。目前大部分业务测试平台的基础之上更近似各向同性模型，这是严格只适用于旋转对称流场。对于各向同性的模式，均衡器。 （ 1.3 ）降低以下。原因减少版本的均衡器。 （ 1.4 ） （不包括惯性矩阵）不能用于流体轴承，是因为这种轴承，其基本功能，支持静态径向负荷，必须运行在相当大的静态偏心率，因此，是众所周知的转子动态相当各向异性。 静和混合（合并静水和动水）轴承，同时还有各向异性静态偏心，也受到频率特
7、性的依赖惯性的影响，即使在其中的一部分，同时占主导地位的是粘性的影响。这是由于一些原因： （一）雄厚的财力（相比，薄膜厚度）的概念所固有的静/混合轴承， （二）流量的急剧区之间的过渡口袋，薄膜部分的轴承， （三）流体的惯性影响，流动供应线， （四）可能流体的惯性的影响，即使在薄膜部分。 考虑到所有上述考虑，很明显，转子动态上讲，混合轴承结合了最复杂的特点，既流体轴承和密封。也就是说，妥善处理混合轴承，需要考虑到双方的各向异性和惯性的影响，合并。 因此，线性模型体现在均衡器。 （ 1.3 ）是必要的。这并不排除潜在的有用的均衡器。 （ 1.2 ）或（ 1.4 ） ，甚至以下。（1.5 ） ，在某
8、些特殊情况下，在特意的实验，并分析将证明这种简化。各向异性模型的惯性。 （ 1.3 ） ，当然是最好的办法，提供了一个已提供了足够的试验装置通用允许提取的所有系数的方程模型。 （ 1.3 ） 。 最近，动态特性，静水和混合轴承已引起特别注意，因为它们在高速涡轮机械中增加应用负载的支持要素。结合静水行动的动力效应许可证的混合轴承纳入转子设计在外部提供的润滑是不切实际或不可能的。在地方汽轮机油或其他外部润滑油，工作液中的转子可作为一种润滑剂。叶轮轴承指导中发现的核冷却剂泵和火箭发动机轴承液态氢或氧气泵是两个例子这种类型的应用程序。大承载能力的可能性，很长的寿命和更多的支持阻尼的反摩擦轴承使混合轴承
9、更具吸引力。正是由于这些原因，美国宇航局目前正在大力推行混合轴承用于航天飞机和其他先进的发射系统。 静压轴承可以设计各种各样的配置如上 图2和 图3 说明更详细的几种不同的设计，有可能为实验，主旨，并结合实验和推力轴承。1.2 综 述 影响流体轴承性能的转子轴承系统已经被认识到了许多年。最早的一个尝试模型实验由斯托多拉 4 报道于1925年，他调查了油膜刚度对临界转速的骨干支持轴承的影响。进一步开展工作的建模与线性轴承因为它们影响到转子的动态特性，由哈格和桑基 5 斯塔雷特 6 报道。 早期对于静压轴承的兴趣出现在1940年年底，并且重点是他们的高负荷和刚度的能力是在没有滑动速度的要求和几乎为
10、零脱离摩擦的条件下。早期出版物的静态负荷计算方法和设计曲线也提供了基本的静态刚度的信息，因为负荷计算可以作为一个功能的位移（即薄膜厚度） 。在20世纪60年代末，需要拥有一个全面的会计转子动态性能造成更完整的处理静水和混合轴承动态特性的东西。 戴维斯 7,8 利用贫瘠的土地，集中参数近似类型的研究动态行为的静压轴承。这种类型的分析可以公开表达形式来写的润滑油流量的轴承;这些问题都可以用来计算近似压力分布和力量。送达后，以确定性能特点层流静压轴承的优点和局限性的各种方法，包括薄土地的方法，这种方法也适用于由伦纳德和罗 9 罗 10 ，已由奥多诺霍等人获得。 11 。 1969年，亚当斯和夏皮罗
11、12 利用计算机分析，以确定挤压油膜垫性能的各种赔偿类型。也包含在参考是有见地的说明阻尼效应的内在轴承和静压之间的关系阻尼垫一个单位到一个普通平板具有相同的比例。 罗德和伊扎特 13 计算表明，效果明显的润滑油压缩在凹槽和补给线，动态行为特点是“打破频率”上面刚度急剧增加和阻尼急剧下降以及。这些结果也得到了韦斯纳斯 14 和高斯 15 和戈什 16 等人的分析，使用一阶摄动法，确定刚度和阻尼性能的同时旋转是受到飞机谐波的激发。影响可压缩流体在休会量被忽视。结果表明，改善动态特性有可能通过适当的选择压力和偏心率和供应的压力。罗 10 罗和郑 17 本理论刚度和阻尼的结果混合轴承，包括非对称部分的
12、刚度矩阵抓住了其中的潜力自激转子振动。戈什 18 研究了流体惯性的影片土地层流，毛细管补偿混合轴承。他表明，流体的惯性的影响减少动刚度系数。 最近的理论治疗争取获得更多的流体力学，特别是动荡和流体的惯性作用，逐步成为更重要的高转速杂志正在成为至关重要的各种航空航天应用。罗德里夫和沃尔 19 分析了轴承设计的低温火箭涡轮泵使用液体气体作为润滑剂。有限差分格式包括动荡的影响，惯性和可压缩流体中的发展。几何包括一些凹降息的影响，但不包括轴向沟槽。流量，压力分布，和刚度进行了计算，但是，没有阻尼。实验计划是发达国家比较结果与理论模型。协定被认为是良好的比较特点。有限差分方法也采用海 20 的混合轴承有
13、关的涡轮泵。该分析模型包括动荡和入口惯性的影响，但不可液体流动的同时，摩擦损失，承载能力和动态系数计算。实验验证了六个容器里，水润滑轴承杂交表明，流体的惯性在凹严重影响流量的预测相比，不包括此类惯性的影响。其他性能因素，并不是有很多影响。 阿瑞帝雷丝 ，瓦伦怀特，和夏皮罗 21 提出了一个数学模型预测的静态和动态性能特点湍流混合轴承。矩阵柱法 22 适用于可变规模有限差分网格是用来解决执政润滑方程在内部外地点。迭代计划之间的雷诺方程和流动连续性方程被启用。惯性效应在休会边缘，但被列入可压缩流体作用忽视。轴承审议了直径和审批相类似的可能是部署在火箭涡轮泵。液态氦和氧被用作润滑剂。 有限元技术已被
14、布赛义德和曹莫利费尔 23 用来分析湍流混合轴承 。分析结果相比，得到了曹莫利费尔和尼古拉 24 的认可 。一般来说，协议被认为是良好的预测与实验的特点。 最近由圣安德烈斯 25,26 发表的一本出版物完整记载了惯性和高效率的数值分析准确预测的动态性能湍流混合轴承。散流的势头方程来描述湍流惯性流动轴承，特别考虑到下游的压力，发展的孔板补给线和隐窝边缘入口处的影响。这些分析都带进观点的重要性，流体力学和液体可压缩性的影响动态特性的混合轴承和生产标准，以确保稳定运行。数值结果预测的性能特点湍流混合轴承运行在任意中心。 格利尼克桥 27 ， （ 66年至1967年）发布了有关测量工作和鉴定轴承转子动
15、力学系数的工作，从频域方程中得出轴承部分的120毫米模型同时或两个相互正交方向同时测量振幅和相位之间的相对运动轴承的刚度和阻尼计算系数。莫顿 28 通过这一技术更全面的计算了308毫米工业轴承的刚度和阻尼系数，并随后开发出一种技术，让一个步骤改变生效，适用于旋转轴。据估计由散射实验产生的刚度和阻尼会表现出相当的系数。跨阻尼条件特别差界定和莫顿将此归因于条件不足的矩阵，但他并不追求这一点。 帕金斯 30,31 采用了刚性转子与两个外部的独立的正弦负载。他调整了相对幅值和相位，使轴承的动议最早是纯粹的横向，然后是纯粹的纵向。因此，他能够简化运动方程。他评价系数为平原轴承的360 环状沟。当他相比，预测和衡量系数，他常常发现超过百分之百的分歧。 在1977年伯罗斯和斯坦韦 32 提出了利用伪随机二进制序列（ PRBS ）的时域方法进行数据分析。阿多元回归估计是在离散域或从时域性差别转子轴承模型。然而，这一估计可能会产生偏见 33 ，这项工作产生了明显的成果。与其优势相比，这种技术与其他方
