含轴裂纹汽车水泵转子系统动力学特性分析

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含轴裂纹汽车水泵 转子系统 动力学特性分析
胡美玲 , 魏道 高 , 马倩
( 2 3 0 0 0 9安徽省 合肥市 合肥工业大学 机械 与汽车工程学院 )
【 A b s t r a c t ]I n o r d e r t o g e t d y n a mi c c h a r a c t e i r s t i c s o f t h e w a t e r p u m p r o t o r s y s t e m o f a u t o m o b i l e w i t h a c r a c k e d s h a f t ,i n t h i s
p a p e r ,t h e s y s t e m i s s i mp l i i f e d t o a h o i r z o n t a l o v e r — h u n g r o or t ,a n d a me c h a n i c a l mo d e l o f t h e wa t e r p u mp r o t o r s y s t e m c o n s i d e i r n g t h e d r a g t o r q u e a c t i n g o n he t i mp e l l e r i s f o u n d e d .B a s e d o n t h i s mo d e l ,t he d y n a mi c c h a r a c t e r i s t i c s o f he t r o t o r
s y s t e m a r e i n v e s t i g a t e d b y n u me ic r a l s i mu l a t i o n . T h e r e s u l t s s h o w t h a t ,w h e n c r a c k a p p e a r s o n t h e s h a f t o f t h e wa t e r p u mp, s e c o n d a n d hi t r d h a r mo n i c s n e wl y a p p e a r c o mp re a d o t w i t h o u t t h e a c t i o n o f c r a c k, a n d t h e a mp l i t u d e s f o e a c h f r e q u e n c y c o mp o n e n t a r e a l l i n c r e a s i n g wi t h t h e i n c r e a s i n g f o t h e c r a c k d e p t h .I n a d d i t i o n ,t h e s h a p e s o f o r b i t o f he t ot r o r c e n t e r b e c o me mo r e c o mp l i c a t e d wh e n t h e c r a c k d e p t h i s i n c r e a s i n g . T h e r e s u l t s c a n p ov r i d e t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e s f o r t h e s fe a t y d e s i g n a n d
第5 1 卷 第7 期
V0 1 . 5 1 No . I C U L T U R AL E Q U I P M E N T& V E HI C L E E N G I N E E R I N G
2 0 1 3年 7月
J u l y 2 01 3
An a l y s i s o n Dy n a mi c Ch a r a c t e r i s t i c s o f t h e W a t e r Pu mp Ro t o r S y s t e m o f Au t o mo b i l e wi t h a Cr a c k e d S h a f t
[ 摘要 ]为 了获得含轴 裂纹故障的汽车水泵转子 系统的动力学特性 , 本文将该 系统简化为水平悬臂转子 , 建立 了
叶轮 受液体 阻力矩 的含轴裂纹水泵转子 系统力学模型。基 于该模型 。 对水泵转子动力特性进行数值仿真。结果
表 明。 水泵转子 出现轴裂纹故 障时 。 频率成分新增 了二 、 三倍频 , 且二 、 三倍频成分幅值 随裂纹深度增加而递增 , 轴心轨迹的形状及幅值随裂纹深度变化较大。分析结果可为水泵安全设计和裂纹故 障检测提供理论参考。 [ 关键词 ]水泵; 悬臂转子 ; 开 闭裂纹 ; 非线性动 力学 [ 中图分类号 】 T H1 1 3 . 1 ; U 4 6 4 . 1 3 8 [ 文献标志码 ] A [ 文章编号 ]l 6 7 3 — 3 1 4 2 ( 2 0 l 3 ) O 7 — 0 0 0 1 — 0 5
Hu Me i l i n g , We i D a o g a o , Ma Q i a n ( S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n d A u t o m o t i v e E n g i n e e i r n g , H e f e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , H e f e i C i t y , A n h u i P r o v i n c e 2 3 0 0 0 9 , C h i n a )
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