【技术实现步骤摘要】
本申请涉及旋转机械，尤其涉及轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识方法和装置。
技术介绍
1、轴承座是旋转机械的重要部件，是转子-轴承系统的重要组成部分，起着支撑转子的关键作用，其参振动力学参数对旋转机械系统动力学特性以及机组安全稳定运行的影响很大。主要应用领域包括：动力、冶金、石化、航空等大型旋转机械，如压缩机、发电机、汽轮机、燃气轮机、泵、风机等。
2、轴承座参振动力学参数可以通过以下方法获取：(1)频响函数法。通过对轴承座施加冲击激励力，获取外力激励下的振动响应，利用动态信号分析仪获取力和振动之间的频响函数。对频响函数进行多项式拟合，通过最小二乘法等方法，求解出轴承座参振动力学参数；(2)不平衡响应修正法。假设轴承座质量、刚度系数等参振动力学参数，计算得到不平衡响应，通过试验实测不平衡响应。该法认为不平衡响应计算值和试验实测值之间的误差来自于轴承座动力学参数不准确，据此对动力学参数进行修正，直到计算不平衡响应和实测不平衡响应一致；(3)临界转速修正法。试验实测转子-轴承系统临界转速，建模计算转子-轴承系统临界转速。该法认为临界转速计算值和试验实测值之间的误差来自于轴承座动力学参数不准确，据此对动力学参数进行修正，直到计算临界转速和实测临界转速一致；(4)有限元建模分析法。建立轴承座三维实体模型，应用有限元法计算轴承座刚度系数和轴承座质量。
3、频响函数法是目前应用比较多的一种方法，是模态参数辨识的基本方法。这种方法辨识精度比较高，但需要配备专门的动态信号分析仪和模态参数辨识软件，试验所需成本较高。锤击
4、不平衡响应法认为计算和实测之间的误差主要来自于轴承座动力学参数。实际上，引发不平衡响应计算误差的因素比较多，例如：油膜刚度系数和阻尼系数计算误差大、边界条件误差、轴系动力学建模误差等，将所有误差归结于轴承座是不合理的，由此导致本方法的识别误差较大。
5、临界转速法认为计算和实测之间的误差主要来自于轴承座动力学参数。实际上，引发临界转速计算误差的因素比较多，例如：油膜刚度系数和阻尼系数计算误差大、边界条件误差、轴系动力学建模误差等，将所有误差归结于轴承座是不合理的，由此导致本方法的识别误差较大。
6、有限元建模分析方法：受轴承座结构复杂性以及轴承座与地基之间接触状态难以准确描述等因素的影响，这种方法的计算准确度不高，也无法反映轴承座的阻尼特性。因为和地基相连，轴承座参振质量难以准确计算，边界条件难以准确设定。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识方法，解决了现有方法可靠性低、误差较大的技术问题，能够便捷、可靠的进行轴承座参振动力学参数试验辨识，提高试验辨识结果准确性。
3、本申请的第二个目的在于提出一种轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识装置。
4、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识方法，包括：将轴承座动力学模型简化为单自由度系统，其中，单自由度系统包括轴承座参振质量、轴承座参振阻尼系数和轴承座参振刚度系数；测取对轴承座施加瞬态激励力时的第一振动响应，基于第一振动响应确定第一共振频率点；测取在轴承座上方施加不同幅度的附加质量，且对轴承座施加瞬态激励力时的振动响应集合和振动衰减响应集合，基于响应集合、振动衰减响应集合分别确定第二共振频率点集合和对数衰减率集合；基于第一共振频率点和第二共振频率点集合计算出轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量，并基于轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量确定轴承座参振质量；基于对数衰减率集合计算出轴承座不同幅度的附加质量下的参振阻尼因子，并基于不同幅度的附加质量下的参振阻尼因子确定轴承座参振阻尼因子；基于轴承座参振质量和轴承座参振阻尼因子确定轴承座参振阻尼系数和轴承座参振刚度系数。
5、本申请实施例的轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识方法，通过对附加不同质量的轴承座的冲击测试，获取轴承座固有频率变化情况以及振动衰减情况，根据振动理论质量对系统固有频率的影响模型求出轴承座参振质量，根据振动衰减响应曲线求出阻尼系数，进而求出刚度系数。本申请所提出的辨识方法物理意义明确，辨识环境和轴承座实际工作状态一致，根据瞬态激振力下振动响应曲线即可进行辨识，具有简捷、便利特点。
6、可选地，在本申请的一个实施例中，基于第一振动响应确定第一共振频率点，包括：
7、基于第一共振响应确定振动幅值随频率变化关系；
8、基于振动幅值随频率变化关系确定振动峰值对应的多个频率点；
9、从多个频率点中选取最低频率点作为轴承座共振频率点。
10、可选地，在本申请的一个实施例中，轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量表示为，表示为：
11、
12、其中，m为参振质量，δm为施加的附加质量，为第一共振频率点，为第二共振频率点集合中与施加的附加质量δm对应的第二共振频率点；
13、基于轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量确定轴承座参振质量，包括：
14、基于轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量确定轴承座参振质量随附加质量变化曲线；
15、通过最小二乘法对轴承座参振质量随附加质量变化曲线进行拟合并外推，得到附加质量为0时的轴承座参振质量，作为轴承座参振质量。
16、可选地，在本申请的一个实施例中，参振阻尼因子表示为：
17、
18、其中，ξ为参振阻尼因子，δ为对数衰减率，n为周期数。
19、可选地，在本申请的一个实施例中，基于不同幅度的附加质量下的参振阻尼因子确定轴承座参振阻尼因子，包括：
20、基于不同幅度的附加质量下的参振阻尼因子确定轴承座参振阻尼因子随附加质量变化曲线；
21、通过最小二乘法对轴承座参振阻尼因子随附加质量变化曲线进行拟合并外推，得到附加质量为0时的轴承座参振阻尼因子，作为轴承座参振阻尼因子。
22、可选地，在本申请的一个实施例中，轴承座参振阻尼系数表示为：
23、
24、其中，为第一共振频率点，m为轴承座参振质量，ξ为轴承座参振阻尼因子；
25、轴承座参振刚度系数表示为：
26、
27、其中，为第一共振频率点，m为轴承座参振质量，ξ为轴承座参振阻尼因子。
28、为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识装置，包括统构建模块、第一测取模块、第二测取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块，其中，
29、系统构建模块，用于将轴承座动力学模型简化为单自由度系统，其中，单自由度系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一振动响应确定第一共振频率点，包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量表示为：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，参振阻尼因子表示为：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于不同幅度的附加质量下的参振阻尼因子确定所述轴承座参振阻尼因子，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轴承座参振阻尼系数表示为：
7.一种轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识装置，其特征在于，包括系统构建模块、第一测取模块、第二测取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块，其中，
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述基于所述第一振动响应确定第一共振频率点，包括：
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量表示为：
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种轴承座参振动力学参数附加质量试验辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一振动响应确定第一共振频率点，包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，轴承座不同幅度的附加质量下的参振质量表示为：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，参振阻尼因子表示为：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于不同幅度的附加质量下的参振阻尼因子确定所述轴承座参振阻尼因子，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡启龙，张恒，张卫军，卫大为，赵博，李会洲，陈旭东，王丹，王博远，韩传高，董雷，马晓珑，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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