涡轮泵典型故障仿真与辨识系统设计

摘要：

涡轮泵是液体火箭发动机的关键部件,工作环境恶劣,故障率较高.特别是复杂高温、高压燃料冲击的转子系统,极易发生不平衡、不对中和叶片掉块故障.迫切需要探究涡轮泵转子常见的故障机理,阐明故障特征,建立典型故障的辨识系统.通过分析故障力模型,分别建立了考虑转子不平衡、不对中和叶片掉块的动力学模型,确定涡轮泵转子振动特征,明确转子时域、频域信号以及轴心轨迹.进一步搭建基于Matlab GUI平台的涡轮泵典型故障仿真与辨识系统,并对测试数据开展处理.研究表明,不平衡故障时域波形为正弦曲线,1倍频占优,椭圆形轴心轨迹;不对中故障时域波形由2组不同的正弦曲线组成,2倍频占优,"内8"形轴心轨迹;叶片掉块时域波形存在突变现象,1倍频占优,轴心轨迹在掉块发生前稳定,掉块发生后较为杂乱.结果表明,信号频域特征是故障辨识的关键,辅以时域特征,能准确辨识出3种典型故障,该系统能够为涡轮泵转子故障辨识设计提供技术支撑.

关键词：涡轮泵、故障机理、故障辨识、转子动力学、有限元法

所属期刊栏目：49

分类号：V434.21(推进系统（发动机、推进器）)

资助基金：国家自然科学基金12102348

在线出版日期：2023-07-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：96-104