[01353443]重型燃气轮机轴系切向支撑组合轴承的热弹性流体主动润滑研究

本项目围绕重型燃气轮机轴系流体动压滑动轴承（固定瓦、可倾瓦和组合轴承）,针对其承载力高、摩擦小和高稳定性的要求,进行了热流体动力润滑研究。针对固定瓦和组合轴承,提出了三维织构优化的多目标自适应变步长优化方法及结合惯性权重动态调整和局部搜索策略的混合进化优化方法,得到了固定瓦和组合轴承最优的织构设计参数,建立了固定瓦和组合轴承的织构优化设计准则;基于变分约束原理,提出了空穴边界条件下流体动压轴承非线性油膜力的求解方法,建立了固定瓦-可倾瓦组合轴承的完整动力学模型,得到了完整动力学模型下组合轴承的动力特性系数;考虑固定瓦-可倾瓦组合轴承重载工况下的弹性变形及可倾瓦轴瓦和球形支点之间的摩擦力,提出了进行组合轴承热流体动力润滑分析的流固有限元耦合算法。通过构建计入支点摩擦的固定瓦-可倾瓦组合轴承的热流体动力润滑模型,研究了可倾瓦和组合轴承的热流体动力润滑性能;针对固定瓦-可倾瓦组合轴承支承的周向拉杆转子系统,将拉杆转子转盘以及拉杆与转盘之间的摩擦等效为非线性抗弯刚度,建立了拉杆转子的Lagrange动力学方程。运用油膜力数据库方法和组装技术,建立了固定瓦-可倾瓦组合轴承的非线性油膜力数据库,研究了固定瓦-可倾瓦组合轴承-拉杆转子系统的非线性动力学响应及其分岔规律;基于动压轴承-转子系统的可观测位移和速度扰动状态信息,提出了一种求解系统周期解及识别周期解稳定性的方法,通过求解Jacobi矩阵并结合Floquet理论,研究了系统周期解的稳定性及失稳分岔形式,分析了系统响应的周期、拟周期、多解共存和跳跃现象。通过求解动压轴承-转子非线性系统对外参数的偏导矩阵,基于系统可观测稳态和瞬态信息,实现了随控制参数变化的系统周期解及其稳定性的顺序追踪和识别。根据转子刚度修正方法建立了组合拉杆转子的动力学模型,搭建了转子模化实验台,测试了预紧饱和状态下转子从启动到跨越一阶临界转速的非线性动力学响应。