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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳信樺
研究生(外文):Hsin-Hua Chen
論文名稱:轉子動態系統振動之分析與研究
論文名稱(外文):The Vibration Analysis and Research of Rotor Dynamic Systems
指導教授:黃運琳黃運琳引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:轉子動態系統LabVIEW動態分析信號處理模態
外文關鍵詞:Rotor dynamic systemsLabVIEWDynamic analysisSignal processingModal shape
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本論文以研究轉子動態系統振動量測分析與研究為主,並進行Order階次分析。本研究是使用LDS- PHOTON II和LabVIEW NI-9233來進行量測擷取數據資料,並將數據進行Order階次分析與模擬。但由於擷取出的軟體與進行Order階次分析的軟體所使用的信號格式並不相同,所以本文使用LabVIEW圖控語言,來自行開發撰寫處理整合擷取信號數據的程式。使用LabVIEW圖控語言把處理過的資料(*.UFF檔)匯入電腦輔助機構動態分析軟體ATA Rotate執行動態分析,並將分析結果輸出至模態分析軟體ME’Scope進行檢視實驗數據。

此外,本研究亦使用ANSYS Workbench進行被測物的模態分析,以瞭解被測物的自然模態。

最後,將實驗的結果數據和使用ANSYS Workbench所分析出的結果數據進行比較,以瞭解被測物的特性。可瞭解到本論文所提的方式,能夠有效針對轉子振動系統進行特性分析。讓使用者更能夠發揮被測物之用途。
The main goal of this investigation is to perform the vibration analysis and research of rotor dynamic systems, then proceed order analysis. This research used LDS-Photon II and LabVIEW with NI-9233 to measure and get the data, then took the data to do the order analysis and simulation. The format of signal obtained from hardware and order analysis software is not the same, so this research used LabVIEW Graphical control language to write the programs that can edit, process and sort these data. The processed data (*.UFF) were imported to the software ATA Rotate to perform the order analysis, and the results were exported to the ME’Scope software to do the modal analysis.

Furthermore, this research also used ANSYS Workbench to perform the modal analysis. The modal frequencies and modes of the model were recongnized and verified.

At last, the results of experiments were compared with the numerical results of ANSYS Workbench in order to understand the rotor model’s feature. The approach of this investigation can be efficiently used to analyze the dynamic properties of the rotor vibration systems. It also let users to expand the utilities of the measured systems.
中文摘要 ……………………………………………………………… i
Abstract……………………………………………………………… ii
誌謝 ……………………………………………………………… iii
目錄 ……………………………………………………………… iv
表目錄 ……………………………………………………………… vi
圖目錄 ……………………………………………………………… vii
第一章 緒論……………………………………………………… 1
1.1 研究動機與目的………………………………… 1
1.2 文獻回顧……………………………………………… 2
1.3 研究方法……………………………………………… 9
1.4 章節安排……………………………………………… 9
第二章 轉子系統特徵與應用理論………………… 11
2.1 轉子平衡概念……………………………………… 11
2.1.1 平衡的要求與等級標準……………………… 11
2.2 常見轉子系統故障原理及特徵………… 12
2.2.1 質量不平衡故障…………………………………… 12
2.2.2 軸彎曲……………………………………………………… 14
2.2.3 不對中……………………………………………………… 16
2.2.4 油膜軸承故障………………………………………… 21
2.2.5 軸承鬆動………………………………………………… 23
2.2.6 轉子磨擦………………………………………………… 24
2.3 工程量測之理論……………………………………… 25
2.3.1 測量方法及其分類………………………………… 25
2.3.2 信號概論……………………………………………… 28
2.4 基本理論……………………………………………… 33
2.4.1 定取樣階次分析……………………………………… 33
2.4.2 三維譜陣圖……………………………………………… 35
2.5 軟體之理論……………………………………………… 36
2.5.1 採樣速率…………………………………………………… 36
2.5.2 輸入信號的要求……………………………………… 36
2.5.3 數值校正…………………………………………………… 37
第三章 最佳化自動配重的動態模擬………………… 38
3.1 建模…………………………………………………………… 39
3.2 設定一般參數…………………………………………… 39
3.3 設定最佳參數……………………………………………… 40
3.4 檢視結果並進行單一模擬………………………… 42
3.5 圓盤長度(厚度)與收斂時間的關係……… 42
第四章 LabVIEW程式開發…………………………………… 45
4.1 LabVIEW簡介…………………………………………… 45
4.2 LabVIEW特點…………………………………………… 47
4.3 LabVIEW程式設計…………………………………… 48
4.4 轉速資料處理副程式……………………………… 52
4.5 振動資料處理副程式………………………………… 53
4.6 程式組合與使用………………………………………… 55
第五章 實例探討分析……………………………………………… 56
5.1 實際量測……………………………………………………… 57
5.1.1 模型建構……………………………………………………… 57
5.1.2 資料擷取……………………………………………………… 57
5.1.3 分析模擬……………………………………………………… 62
5.2 有限元素分析……………………………………………… 71
5.2.1 模型建構……………………………………………………… 71
5.2.2 有限元素分析……………………………………………… 73
5.3 結果與討論………………………………………………… 75
5.3.1 實際量測結果檢視…………………………………… 75
5.3.2 有限元素分析結果檢視…………………………… 87
5.3.3 結果檢視比對……………………………………………… 90
第六章 結論與未來展望…………………………………………… 91
參考文獻 ………………………………………………………………………… 92
Extended Abstract………………………………………………… 95
簡歷 ………………………………………………………………………… 100
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