不稳定性和自激振动是旋转机器独特的问题,转子的动能可以导致转子结构的振动,达到损毁的程度。 通常,“不稳定性”和“自激振动”两个术语可互换使用,但是严格说,“不稳定”可能是一种“静态地”表现,没有伴随典型的振荡,重要的“静态不稳定”例子相对很少,最常见的是电机转子在径向磁场气隙内的不恢复倾向。对一个工程良好的电机,支撑轴承应具有足够的刚度对抗磁场气隙的明显的负阻尼。另一个静态不稳定的例子的是不承载分瓣轴承,对这种轴承类型的一些结构,存在一个最小载荷水平,低于此,轴颈不具有一个静态稳定的均衡位置。 动态不稳定或自激振动的显著不同点在于存在一个特征频率,它并不与旋转频率明显相关。“无阻尼共振”代表一种零稳定性状态,在有限同频激励缺失情况下,其幅值是自维持,但不是自放大。在旋转激励存在的情况下,振动幅值以一定的时间速率线性建立,它与激励的大小成正比。理论上,如果激励的大小降为零,共振响应将消失。而动态不稳定性表现为,一个特征振动倾向于其幅值按指数增长,而没有明显的同频激励。一个不稳定振荡的幅值不断增长,只会被非线性机制所制约。 增长的振荡和衰减的振荡是一个非守恒的转子系统相反的行为表现,因此,一个非守恒系统振荡可量化其特征,可表示为不稳定系统的对数增长率,或稳定系统的对数衰减率。稳定性为零的状态,区分有阻尼的行为状态与不稳定行为状态,称为稳定性阈值。 动态不稳定的原因有四种:
四种主要的动态不稳定性中,前三种可以用线性稳定性分析方法处理,而处理参数振动的分析方法非常少,好在理解设计特性和运行环境而不是系统的不稳定性分析本身,通常可以解决这类实际问题。 来源:普迪美状态监测微信公众号(ID:bpdm-cm) |
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