试验研究大型核电汽轮发电机组的四极发电机转子存在热弯曲时的振动特性。建立带热弯曲的转子动力学模型,分析转子热弯曲与不平衡响应的振动特性。以某批国产1000 MWe四极核能发电机转子为研究对象,测试并分析发电机转子台架试验与实际运行工况下冷态及热态时的振动数据。重点分析转子临界转速及额定转速下的热矢量变化,试验结果显示发电机转子的热弯曲主要影响转子台架试验时的一阶振动,实测试验数据与理论模型分析结果比较一致,同时发现热弯曲发电机转子实际运行时对一阶与二阶振动分量均有复杂影响。试验研究还发现,在发电机转子两侧风扇燕尾槽内安装同相配重块优化发电机一阶共振振幅时减振效果有限,该处加重不敏感。
为了避免模态复合型超声驱动器中普遍存在的频率简并问题,提出了一种新型的弯振复合型超声驱动器。该驱动器采用压电金属复合梁两个正交弯振模态的复合在两个驱动足处激励出椭圆轨迹振动。对该驱动器的振动特性进行深入研究,旨在获得驱动区域质点的真实运动轨迹。首先,建立了矩形截面梁在弯振复合模态下末端区域质点振动轨迹的数学模型;然后,借助有限元瞬态分析,对驱动足振动轨迹进行仿真,实现对所建立振动轨迹数学模型的验证。振动轨迹方程和仿真结果均表明:两个驱动足表面质点振动轨迹均为三维的椭圆,垂直于驱动器轴线的平面内的椭圆振动更适合用于致动输出。最后,分析了该驱动器存在的不足之处,提出了一种改进方案,采用对称设置压电陶瓷片实现两个驱动足振动特性的一致;通过瞬态分析在两个驱动足处得到了一致的振动轨迹,改进的样机实现了输出特性的显著提高。
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