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1 绪论1

1.1 研究意义1

1.2 高加速度旋转实验相关技术的研究和发展1

1.2.1 高加速度加载实验技术的研究和发展1

1.2.2 高速旋转设备的研究和发展4

1.2.3 动平衡技术的研究和发展5

1.2.4 高频减振技术的研究和发展6

1.2.5 振动测试和故障诊断的研究和发展7

1.2.6 动力学的研究和发展8

1.2.7 优化设计的研究和发展9

1.3 本书研究的主要内容10

2 系统结构总体技术研究12

2.1 结构总体方案优化设计技术12

2.1.1 传动系统总体设计分析13

2.1.2 传动系统连接方式及其动态特性对比分析14

2.1.3 高速旋转条件下空气摩擦以及运行阻力分析22

2.2 高速传动过载保护技术26

2.2.1 弹簧球保护装置设计研究26

2.2.2 力矩传递螺钉保护装置设计研究29

2.2.3 剪切轴保护装置设计研究34

2.3 高速传动系统支撑设计技术研究35

2.3.1 间隙补偿法安装方法研究36

2.3.2 上、下箱体优化设计方法研究38

2.3.3 基于环形部件模态分析的上箱体结构设计40

2.4 模块化设计方法研究43

2.5 本章小结44

3 转子力学特征分析及优化设计技术45

3.1 高速旋转条件下的常规配合特性分析45

3.1.1 过盈配合力学特性分析45

3.1.2 补偿机构设计分析49

3.1.3 平键配合力学特性分析50

3.2 高速转子力学特性分析52

3.2.1 带有安装孔的转子力学特性分析52

3.2.2 通孔几何参数对转子力学特性影响分析54

3.2.3 非通安装孔对转子力学特性影响分析57

3.3 实验对象安装方式优化分析60

3.3.1 实验对象力学特性分析60

3.3.2 零间隙配合力学特性分析61

3.3.3 小间隙配合力学特性分析65

3.3.4 小过盈配合力学特性分析66

3.3.5 实验托盘螺钉安装预紧力影响分析66

3.4 实验托盘形状优化设计技术69

3.4.1 非等厚度实验托盘力学模型69

3.4.2 转动惯量最小原则优化分析70

3.4.3 确定使用边界条件的优化分析72

3.4.4 实验托盘的轴向外轮廓优化分析77

3.5 本章小结81

4 整机动态特性计算分析82

4.1 动力学建模技术研究83

4.1.1 动力学建模简化原则分析83

4.1.2 整机的简化动力学模型85

4.1.3 有限元实体建模分析87

4.2 整机的临界转速计算分析87

4.2.1 刚性轴设计方法动态特性分析88

4.2.2 系统临界转速影响因素分析88

4.2.3 临界转速计算分析89

4.3 整机的谐响应分析92

4.4 整机瞬态动力响应分析95

4.5 改善动态特性的措施99

4.6 本章小结100

5 旋转实验机减振技术研究101

5.1 整机振动分析102

5.2 减振系统设计分析103

5.3 阻尼材料的动态特性测试方法研究105

5.3.1 阻尼材料动态特性测试原理分析106

5.3.2 阻尼材料动态特性测试系统设计分析107

5.3.3 装卡系统设计分析109

5.4 新型阻尼材料锰铜合金的动态特性测试分析111

5.4.1 刚度系数测试分析111

5.4.2 阻尼系数测试分析115

5.4.3 损耗因子测试分析116

5.4.4 阻尼合金厚度影响分析117

5.4.5 振动的激励力幅值与动态特性之间的关系分析118

5.5 高聚物的运动理论分析118

5.6 高聚物的动态特性测试分析119

5.6.1 氟橡胶与丁氢橡胶动态特性测试分析120

5.6.2 黑色阻尼橡胶动态特性测试分析130

5.6.3 红色阻尼橡胶动态特性测试分析134

5.7 本章小结137

6 旋转实验机动平衡技术研究139

6.1 高速传动系统的动平衡量分析139

6.1.1 高速传动系统的不平衡量根源分析139

6.1.2 高速传动系统的不平衡量的分布分析141

6.2 系统动平衡方法分析142

6.3 系动平衡系统设计分析144

6.3.1 离线动平衡系统设计分析144

6.3.2 在线动平衡系统设计分析147

6.3.3 动平衡系统精度分析152

6.4 整机动平衡量精度评定分析153

6.5 本章小结154

7 旋转实验机的控制、振动检测及故障诊断技术研究156

7.1 整机监控系统设计分析156

7.2 变频器控制技术研究157

7.2.1 变频器的控制参数设置分析158

7.2.2 转速差补偿技术研究159

7.3 基于变频器的外设控制方法研究163

7.3.1 变频器控制系统设计164

7.3.2 故障信号响应方法研究165

7.3.3 变频器抗干扰技术研究166

7.4 振动检测系统设计分析166

7.5 基于振动信号分析的整机工作特性分析168

7.6 故障诊断技术研究172

7.6.1 故障形式分析172

7.6.2 故障诊断系统设计分析173

7.7 本章小结175

8 旋转实验机整机调试及高加速度加载实验分析176

8.1 旋转实验机的子系统设计与调试176

8.1.1 油气润滑子系统的设计与调试176

8.1.2 液压冷却子系统的设计与调试178

8.1.3 真空子系统的设计与调试180

8.1.4 监控系统的调试分析180

8.1.5 整机调试分析181

8.2 高加速度加载实验分析181

8.2.1 实验对象典型结构分析182

8.2.2 高加速度加载实验与仿真验证182

8.3 本章小结186

参考文献187

附录1 字符参数表200

附录2 旋转实验机实物201

附录3 机械执行机构实物202