周向拉杆转子轮盘接触刚度特性研究

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1、学校代码：10259密级：公开上海应用技术大学专业学位硕士学位论文题目：周向拉杆转子轮盘接触刚度特性研究英文题目：Studyonthecontactstiffnesscharacteristicsoftherodrotorwithcircumferential工程领域：安全工程学院：机械工程学院学号：156092103姓名：吕超颖校内导师：张锁怀教授企业导师：杨晴国高级工程师2017年12月1日上海应用技术大学硕士学位论文第Ⅰ页周向拉杆转子轮盘接触刚度特性研究摘要在结构上，拉杆转子已不再是一个整体结构，而是通过拉杆和

2、螺栓，将各级轮盘压紧组装起来。本课题就是根据拉杆转子的结构特点，通过表面粗糙度测量试验和功率谱法，拟合出拉杆转子轮盘结合面表面粗糙度与分形参数之间的关系，基于粗糙表面的分形接触理论，建立了拉杆转子轮盘结合面的接触刚度模型，从理论上，研究了转子轮盘之间的接触刚度问题。运用Matlab软件编程的方法，计算了拉杆转子轮盘接触面的法向和切向刚度，得到不同表面粗糙度和法向载荷条件下的接触刚度变化曲线。分析刚度曲线可知，接触刚度主要与轮盘表面粗糙度和法向载荷有关，若增大法向力，则法向和切向接触刚度增大，这是由于，轮盘与轮盘之间在

3、真实接触时，增大法向载荷，会使弹性面积增大，从而法向接触刚度增大；轮盘结合表面越光滑，结合面刚度也随之增大，并且结合面刚度值的增大幅度与粗糙度有关。为了验证法向和切向刚度理论计算模型的正确性，设计拉杆转子法向和切向试验，计算得到拉杆转子轮盘接触界面的法向、切向结合面刚度。具体内容是，用万能试验机对拉杆转子和校正套筒加压，读取并记录数显千分表的示数，经过对试验数据的处理，得出法向和切向刚度。对比试验与理论计算，这两者得出的趋势一致，进而表明：分形接触理论定性上是正确的。而且，分形接触理论的适用范围有限，一般适用于表面粗

4、糙度小于1的模型，或法向载荷比较大的情况。通过研究拉杆转子结合面间的接触效应，更好地奠定了拉杆转子安全可靠性运行的理论基础。关键词：拉杆转子；分形接触理论；接触刚度；试验研究；安全可靠性。第Ⅱ页上海应用技术大学硕士学位论文StudyontheContactStiffnessCharacteristicsoftheTie-boltedfastenedrotorwithCircumferentialABSTRACTStructurally,therodrotorisnolongeranintegralstructure,

5、butthroughtherodandbolt,thevariouslevelsofroulettecompactassembly.Accordingtothestructuralcharacteristicsofthetie-boltedfastenedrotor,therelationshipbetweensurfaceroughnessandfractalparametersisproposedbysurfaceroughnessmeasurementtestandpowerspectrummethod.Bas

6、edonthefractalcontacttheoryoftheroughsurface,thecontactofthewheelstiffnessmodel,intheory,theproblemofcontactstiffnessofrotordiscsisstudied.Thenormalandtangentialcontactstiffnessofthejointsurfaceofthetie-boltedfastenedrotorarecalculatedbyMatlabsoftware,andthecon

7、tactstiffnesscurvesunderdifferentsurfaceroughnessandnormalloadareobtained.Analysisofthestiffnesscurveshowsthatthecontactstiffnessismainlyrelatedtothenormalloadandthewheelsurfaceroughness.Ifincreasingthenormalforce,thenormalandtangentialstiffnessincrease.Thisisd

8、uetothefactthatwhenthewheelandthewheelareinrealcontact,increasingthenormalloadwillincreasetheelasticarea,sothatthenormalcontactstiffnessincreases;Thesmoothercontactofthewhee