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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)系統(tǒng)地論述了轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)模型、轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速和不平衡響應(yīng)計(jì)算、軸承的動(dòng)力學(xué)特性、轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性、轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)測(cè)試與故障診斷等內(nèi)容，力求清晰地呈現(xiàn)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用。各章節(jié)注重基礎(chǔ)理論的應(yīng)用與公式推導(dǎo)，并配以實(shí)例進(jìn)行講解，以幫助讀者更好地理解和掌握轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)所涉及的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)。本書(shū)的讀者對(duì)象為力學(xué)、機(jī)械、電力、冶金、石化、交通、航空與航天等部門從事旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、振動(dòng)分析與故障診斷等工作的工程技術(shù)人員，亦可供高等院校師生、科研院所相關(guān)科技人員從事轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)課題研究使用。

作者簡(jiǎn)介

　　張超，華北電力大學(xué)機(jī)械工程系機(jī)械電子教研室副主任，副教授，主要從事大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方面的教學(xué)與科研工作。作為主要研究人員參與了“風(fēng)火打捆下汽輪發(fā)電機(jī)組軸系振動(dòng)機(jī)理及機(jī)電耦合故障診斷方法研究”“機(jī)-網(wǎng)耦合作用下風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)故障機(jī)理與診斷方法研究”“發(fā)電機(jī)三維氣隙偏心與定轉(zhuǎn)子繞組短路耦合故障的機(jī)電交叉特性分析及其診斷方法研究”“發(fā)電機(jī)內(nèi)部復(fù)合故障時(shí)機(jī)組軸系振動(dòng)機(jī)理與故障診斷研究”“電網(wǎng)沖擊下超（超）臨界汽輪發(fā)電機(jī)組軸系-葉片彎扭耦合振動(dòng)特性的研究”等多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的研究，主研和參與了多項(xiàng)設(shè)備故障診斷的橫向項(xiàng)目研究與開(kāi)發(fā)，主要包括遼寧東方發(fā)電有限公司“汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)”，山東聊城魯能熱電有限公司“振動(dòng)信號(hào)測(cè)試采集分析系統(tǒng)”，河北省電力勘探設(shè)計(jì)研究院“西柏坡電廠#5機(jī)勵(lì)磁間振動(dòng)故障診斷”，呼和浩特市博泵銷售有限公司“旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)試采集與分析系統(tǒng)”，大唐（通遼）霍林河新能源有限公司“風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)”，東北電網(wǎng)有限公司齊齊哈爾超高壓局“齊齊哈爾超高壓局500kV管母線振動(dòng)、撓度在線監(jiān)測(cè)裝置科研項(xiàng)目”；主研的“風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸剎車片摩擦性能試驗(yàn)系統(tǒng)”科研項(xiàng)目通過(guò)2013年省級(jí)鑒定，鑒定結(jié)果為國(guó)際先進(jìn)，并獲得2015年度河北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。公開(kāi)發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中以一作身份發(fā)表SCI收錄論文1篇，EI收錄論文6篇。參編出版教材1部；多次指導(dǎo)大學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”、“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目”等，獲得省級(jí)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；獲得發(fā)明專利授權(quán)1項(xiàng)，實(shí)用新型專利授權(quán)4項(xiàng)，軟件著作權(quán)4項(xiàng)。

圖書(shū)目錄

第1章緒論 001
1.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的基本概念 001
1.1.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械 001
1.1.2 轉(zhuǎn)子 002
1.1.3 轉(zhuǎn)子的振動(dòng) 003
1.1.4 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué) 003
1.2 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 004
1.2.1 轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)建模與計(jì)算 004
1.2.2 轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 004
1.2.3 轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng) 005
1.2.4 軸承的動(dòng)力學(xué)特性 006
1.2.5 轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性 006
1.2.6 轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù) 007
1.3 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的發(fā)展概況 007
1.4 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望 009
1.4.1 轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì) 009
1.4.2 轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性 009
1.4.3 轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù) 009
1.4.4 轉(zhuǎn)子振動(dòng)噪聲和參數(shù)識(shí)別 010
1.4.5 轉(zhuǎn)子的振動(dòng)控制技術(shù) 010
1.4.6 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的發(fā)展方向 010
第2章單圓盤轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)建模與計(jì)算 011
2.1 單圓盤轉(zhuǎn)子的模型與求解 011
2.1.1 剛性支承的單圓盤轉(zhuǎn)子 011
2.1.2 剛性支承的單圓盤轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)微分方程 013
2.1.3 運(yùn)動(dòng)微分方程的解法 013
2.1.4 單圓盤轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)求解 015
2.2 單圓盤轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)與進(jìn)動(dòng) 016
2.2.1 轉(zhuǎn)子的渦動(dòng) 016
2.2.2 轉(zhuǎn)子的進(jìn)動(dòng) 017
2.2.3 單圓盤轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)特性 018
2.2.4 外部阻尼對(duì)轉(zhuǎn)子渦動(dòng)的影響 019
2.3 單圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng)與臨界轉(zhuǎn)速 021
2.3.1 質(zhì)量偏心轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)微分方程 021
2.3.2 單圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng) 022
2.3.3 單圓盤轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速 023
2.3.4 外部阻尼對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)的影響 024
2.4 轉(zhuǎn)子的陀螺效應(yīng) 026
2.4.1 轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子的渦動(dòng) 026
2.4.2 陀螺力矩 028
2.4.3 考慮陀螺力矩時(shí)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)微分方程 035
2.4.4 陀螺力矩對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響 039
2.5 單圓盤轉(zhuǎn)子算例 042
2.5.1 單圓盤轉(zhuǎn)子的進(jìn)動(dòng)角速度計(jì)算 042
2.5.2 單圓盤轉(zhuǎn)子的振型計(jì)算 045
2.6 彈性支承對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響 047
2.6.1 彈性支承的單圓盤轉(zhuǎn)子模型 047
2.6.2 彈性支承對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的影響 050
第3章多圓盤轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)建模與計(jì)算 052
3.1 多圓盤轉(zhuǎn)子的模型 052
3.1.1 振動(dòng)系統(tǒng)的柔度影響系數(shù) 053
3.1.2 達(dá)朗貝爾原理 056
3.1.3 多圓盤轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)微分方程 057
3.2 多圓盤轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)求解 061
3.2.1 多自由度系統(tǒng)的特征值和模態(tài)振型 061
3.2.2 多圓盤轉(zhuǎn)子特征值的性質(zhì) 065
3.2.3 多圓盤轉(zhuǎn)子的主振動(dòng) 067
3.3 多圓盤轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速 071
3.3.1 共振與臨界轉(zhuǎn)速的關(guān)系 071
3.3.2 多圓盤轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的解法 072
3.3.3 多圓盤轉(zhuǎn)子算例 074
3.4 多圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng) 077
3.4.1 運(yùn)動(dòng)微分方程法求解多圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng) 078
3.4.2 模態(tài)疊加法求解多圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng) 079
第4章轉(zhuǎn)子的傳遞矩陣計(jì)算方法 086
4.1 轉(zhuǎn)子的集總質(zhì)量模型 086
4.1.1 轉(zhuǎn)子質(zhì)量的離散化 086
4.1.2 滑動(dòng)軸承的動(dòng)力學(xué)模型 090
4.1.3 轉(zhuǎn)子支承的簡(jiǎn)化 092
4.2 傳遞矩陣 095
4.2.1 傳遞矩陣的建立方法 095
4.2.2 帶彈性支承的剛性薄圓盤的傳遞矩陣 099
4.2.3 圓盤與軸段組合部件的傳遞矩陣 100
4.3 彈性支承轉(zhuǎn)子的Prohl 傳遞矩陣法 101
4.3.1 臨界轉(zhuǎn)速的Prohl 傳遞矩陣解法 101
4.3.2 轉(zhuǎn)子模態(tài)振型的Prohl 傳遞矩陣解法 105
4.4 傳遞矩陣法的拓展與改進(jìn) 106
4.4.1 剛性支承轉(zhuǎn)子的Prohl 傳遞矩陣法 106
4.4.2 利用剩余力矩求解轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速 109
4.4.3 Porhl 傳遞矩陣法的優(yōu)缺點(diǎn) 110
4.4.4 Riccati 傳遞矩陣法 111
4.4.5 Riccati 傳遞矩陣法的改進(jìn) 114
4.5 傳遞矩陣法的轉(zhuǎn)子算例 119
第5章轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù) 123
5.1 轉(zhuǎn)子不平衡的基本概念 123
5.1.1 不平衡量及其分布 123
5.1.2 剛性轉(zhuǎn)子和撓性轉(zhuǎn)子 125
5.1.3 靜不平衡、偶不平衡與動(dòng)不平衡 127
5.1.4 轉(zhuǎn)子不平衡的產(chǎn)生原因 128
5.2 剛性轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù) 128
5.2.1 剛性轉(zhuǎn)子的平衡原理 128
5.2.2 剛性轉(zhuǎn)子的通用平衡機(jī) 131
5.2.3 剛性轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場(chǎng)平衡 133
5.2.4 剛性轉(zhuǎn)子的平衡品質(zhì) 136
5.3 撓性轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù) 138
5.3.1 撓性轉(zhuǎn)子的模態(tài)平衡法 138
5.3.2 撓性轉(zhuǎn)子的影響系數(shù)平衡法 146
5.3.3 撓性轉(zhuǎn)子的軸系現(xiàn)場(chǎng)平衡 148
5.4 其他平衡技術(shù) 150
5.4.1 小二乘影響系數(shù)法 150
5.4.2 模態(tài)響應(yīng)圓法 152
5.4.3 諧分量法 154
5.4.4 撓性轉(zhuǎn)子的平衡策略與準(zhǔn)則 155
第6章旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)測(cè)試與故障診斷 157
6.1 概述 157
6.1.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)類型 157
6.1.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)測(cè)試的作用 159
6.1.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)測(cè)試的內(nèi)容 159
6.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)測(cè)試 160
6.2.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 160
6.2.2 傳感器的選用 161
6.2.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)測(cè)量方式 170
6.2.4 旋轉(zhuǎn)機(jī)械常用的振動(dòng)測(cè)試技術(shù) 172
6.2.5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 179
6.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)圖譜分析與故障診斷方法 182
6.3.1 頻譜圖 182
6.3.2 三維頻譜圖 187
6.3.3 軸心位置圖 188
6.3.4 軸心軌跡圖 190
6.3.5 伯德圖與極坐標(biāo)圖 195
6.3.6 振動(dòng)趨勢(shì)圖 198
附錄A 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)算例的Matlab 程序 200
附錄A.1 三自由度簡(jiǎn)支梁的模態(tài)計(jì)算 200
附錄A.2 剛性支承單圓盤轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與模態(tài)振型計(jì)算 202
附錄A.3 彈性支承單圓盤轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與模態(tài)振型計(jì)算 204
附錄A.4 雙圓盤轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與模態(tài)振型計(jì)算 206
附錄A.5 Prohl 傳遞矩陣法計(jì)算轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與模態(tài)振型 209
附錄B 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)術(shù)語(yǔ)中英文對(duì)照 212
參考文獻(xiàn) 216