基于多体接触瞬态动力学不对中故障模拟及试验验证

来源：机械工程学报杂志2023年第13期北京时间：

作者：左彦飞, 李宁, 马波, 史守州, 冯坤

单位：1. 北京化工大学机电工程学院 北京 100029;2. 北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室 北京 100029;3. 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室 北京 100029

摘要：提出一种基于多体接触瞬态动力学的转子系统不对中故障等效模拟分析方法，通过偏移(偏转)驱动转速，模拟各部件非线性接触运动产生不对中激励，分析了模拟方法的力学等效性。以典型电机-泵系统为对象，建立了多体动力学模型，获得了高次谐波及相应相位特征，研究了螺栓与半联轴器、滚动体与内外圈的瞬态接触力及箱体振动响应，得到了高次谐波特征产生机理及联轴器两侧振动相位特征。通过试验测试，验证了模拟分析方法模拟主要故障特征的正确性。结果表明：单个螺栓与半联轴器间的瞬态接触力是产生不对中故障特征的激励源；箱体振动响应频谱中除产生1、2倍频外，还产生3、4倍频等高次谐波；平行(角度)不对中时联轴器两侧径向2倍频(1倍频)相位差为180°(0°)左右，且随不对中量增大呈递减(递增)趋势；箱体振动仿真及测试结果的故障特征频率大小一致，各特征频率幅值相对大小、幅值随不对中量变化规律均具有较好的一致性。

关键词：联轴器不对中,电机-泵系统,频谱分析,振动相位,多体动力学；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51905025)。