1、本文的研究是甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“葉輪內(nèi)部流場流固耦合機(jī)理及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性研究”(ZS031-B25-009-G)的部分內(nèi)容。
　　葉輪機(jī)械作為重要的能量轉(zhuǎn)換裝置,廣泛地應(yīng)用于能源動(dòng)力、化工石油、礦山冶金、交通運(yùn)輸、制冷低溫、機(jī)械制造、建筑空調(diào)、食品醫(yī)藥和水利工程等國民經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)部門,因此,葉輪機(jī)械的動(dòng)力學(xué)特性受到越來越多的國內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注。
　　目前,對(duì)于一個(gè)已知的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)已經(jīng)很成熟,同時(shí),對(duì)于葉輪內(nèi)

2、部流場的分析也比較多,但是關(guān)于葉輪轉(zhuǎn)子在流場中渦動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)激振力及其轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性的研究還很不完善。本文在分析了國內(nèi)外專家學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,對(duì)離心葉輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性做了深入的研究。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論為:
　　對(duì)葉輪系統(tǒng)的受力情況作了具體的數(shù)值仿真,應(yīng)用“非定常不可壓縮勢流理論”求出了葉輪系統(tǒng)在流場中所受的流體激振力的大小,通過從計(jì)算結(jié)果可以看出:在無葉擴(kuò)壓器時(shí),切向力f?在負(fù)向渦動(dòng)時(shí)為負(fù)值,在正向渦動(dòng)時(shí)為正值;徑向力fr在

3、負(fù)向渦動(dòng)時(shí)減小,在正向渦動(dòng)時(shí)增大。這表明流體激振力在各種運(yùn)作條件下對(duì)葉輪轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)起到阻尼影響。在有葉擴(kuò)壓器時(shí),流體激振力由于葉輪與導(dǎo)葉葉片之間的耦合作用而表現(xiàn)出無規(guī)律的波動(dòng)狀態(tài),但在單位時(shí)間內(nèi)其流體力的平均值基本保持不變。
　　將離心葉輪系統(tǒng)簡化成單圓盤轉(zhuǎn)子模型,即由兩個(gè)相同動(dòng)壓滑動(dòng)軸承支承的對(duì)稱單質(zhì)量彈性轉(zhuǎn)子。在考慮流體激振力的同時(shí),分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)特性,求出了葉輪系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速,失穩(wěn)轉(zhuǎn)速,振幅,相位以及軸心軌跡圖。通過比較可

4、以看出流體激振力對(duì)葉輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有顯著的影響,這種影響表現(xiàn)為對(duì)其振幅和相位的干涉和對(duì)葉輪軸心軌跡的擾動(dòng)。
　　將葉輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)簡化為 Jeffcott轉(zhuǎn)子系統(tǒng),并考慮到系統(tǒng)外激振力,采用短軸承非線性油膜力模型,求出了在非線性油膜力作用下的運(yùn)動(dòng)微分方程,采用Runge-Kutte法計(jì)算了轉(zhuǎn)子在不同轉(zhuǎn)速下的響應(yīng),通過分岔圖,軌跡圖,相圖和Poincare映射圖,研究了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉特性。并通過改變系統(tǒng)參數(shù),如轉(zhuǎn)子的質(zhì)量偏心和軸承間隙,做了