[发明专利]汽轮发电机组碰摩故障的弯扭耦合振动特性分析方法

摘要

本发明公开了旋转机械转子动力学技术领域中的一种汽轮发电机组碰摩故障的弯扭耦合振动特性分析方法。该方法将逐步积分法的思想与传统传递矩阵法相结合，对非线性方程组中各量进行增量改造，将非线性微分方程转化为关于振动状态增量的线性微分方程；在对表达式进行增量改造基础上，建立起机组基于Riccati变换的弯扭耦合振动增量传递矩阵表达式，通过代入多次迭代计算的外力和外力矩，即可进行机组碰摩时弯扭耦合振动瞬态动态响应分析。本发明可适用于类似汽轮发电机组这样的复杂转子系统，分析结果更准确；也可用于强非线性系统的求解，拓展了传递矩阵法在非线性领域的应用。

主权项

一种汽轮发电机组碰摩故障的弯扭耦合振动特性分析方法，其特征是所述方法包括：步骤1：设定初始时刻t0和步进长度Δt；步骤2：采集时刻t0机组各节点的位移和速度，计算时刻t0机组各节点的加速度;步骤3：令θ＝0；步骤4：根据时刻t0+θΔt机组各节点的位移、速度和加速度，计算时刻t0+θΔt机组各轴段的外力/外力矩；步骤5：将时刻t0+θΔt机组各轴段的外力/外力矩分别作为时刻t0+(θ+1)Δt机组各轴段的临时外力/临时外力矩；步骤6：根据时刻t0+(θ+1)Δt机组各轴段的临时外力/临时外力矩，利用基于Riccati变换的轴系弯扭耦合振动增量传递矩阵计算时刻t0+(θ+1)Δt机组各节点的位移增量；步骤7：根据时刻t0+(θ+1)Δt机组各节点的位移增量，利用改进的wilson‑θ增量表达式计算时刻t0+(θ+1)Δt的位移、速度和加速度；步骤8：根据时刻t0+(θ+1)Δt的位移、速度和加速度，计算时刻t0+(θ+1)Δt机组各轴段的外力/外力矩；步骤9：判断是否满足设定条件，如果满足设定条件，则执行步骤11；否则，执行步骤10；所述设定条件为：时刻t0+(θ+1)Δt机组各轴段的外力/外力矩与时刻t0+(θ+1)Δt机组各轴段的临时外力/临时外力矩的差值绝对值小于设定值；步骤10：令时刻t0+(θ+1)Δt机组各轴段的临时外力/临时外力矩等于时刻t0+(θ+1)Δt机组各轴段的外力/外力矩，返回步骤6；步骤11：令θ=θ+1，返回步骤5。