当前位置:文档之家› 含立方非线性非对称钢缆弹簧支承转子系统的动力特性研究

含立方非线性非对称钢缆弹簧支承转子系统的动力特性研究

含立方非线性非对称钢缆弹簧支承转子系统的动力特性研究
含立方非线性非对称钢缆弹簧支承转子系统的动力特性研究

转子动力学知识

2转子动力学主要研究那些问题 答:转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。这门学科研究的主要范围包括:转子系统的动力学建模与分析计算方法;转子系统的临界转速、振型不平衡响应;支承转子的各类轴承的动力学特性;转子系统的稳定性分析;转子平衡技术;转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术;密封动力学;转子系统的非线性振动、分叉与混沌;转子系统的电磁激励与机电耦联振动;转子系统动态响应测试与分析技术;转子系统振动与稳定性控制技术;转子系统的线性与非线性设计技术与方法。 3转子动力学发展过程中的主要转折是什么 答:第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象,因而可以稳定工作。这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了,许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。 4石化企业主要有哪些旋转机械,其基本工作原理是什么 汽轮机:将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。工作原理:在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀,压力降低,速度增加,热能转变为动能。作用与功能:主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活的供热需要。 燃气轮机:是一种以空气及燃气为介质,靠连续燃烧做功的旋转式热力发动机。主要结构由三部分:压气机,燃烧室,透平(动力涡轮)。作用与功能:以

转子系统非线性振动研究进展

转子系统非线性振动研究进展 3 陈安华 刘德顺 朱萍玉 (湘潭矿业学院振动、冲击与诊断研究所,湖南湘潭,411201)摘 要 由于机械运转速度的不断提高和新型材料、新型结构的推广应用,旋转机械的非线性动力学行 为日显突出和重要1基于线性系统原理的转子动力学理论与方法难以对实践中出现的丰富的非线性动 力学现象作出准确的描述、阐释和预测1近年来,随着非线性科学研究的深入和渗透,转子系统非线性 振动已成为应用力学和机械工程领域的研究热点之一1从有利于建立旋转机械振动状态集与故障集之 间的映射关系出发,综述了近年来转子系统非线性振动研究的主要进展,总结了转子系统中出现的典型 非线性动力现象及其产生机理,目的在于丰富旋转机械故障诊断知识库1参551 关键词 转子 非线性振动 故障诊断 稳定性 分岔 分类号 TH17,TH113 第一作者简介 陈安华 男 35岁 博士 副教授 机械动力学与机械故障诊断 0 引言 自从Jeffcott H H (1919)以来,基于线性系统理论的转子动力学获得了很大的发展,涉及的主要问题(不平衡响应计算、临界转速确定、运转稳定性、参数辨识以及转子平衡)至今在理论上已较为成熟,在实践中也获得了成功的应用,并且拓展了新的应用领域,如机械故障诊断技术等1随着机械运转速度的日益提高和新型材料、新型结构的推广应用,旋转机械中出现的复杂的非线性动力学行为日益引起关注1导致转子系统非线性的主要因素有:轴和支承材料本身的非线性应力应变关系[1,2],滚动轴承刚度[3,4,5,6,7],滑动轴承和挤压油膜阻尼器的油膜力[8,9,10,11],间隙和碰摩[12,13,14,15,16,17],裂纹[18,19,20],参数(质量或刚度)时变[21,22,23]等1由于这些因素不可避免地存在,准确描述转子系统真实动力学行为的微分方程是非线性的1在不少实际问题的处理中,合理的线性化自然能显著地减少分析与计算工作量,降低理论上和技术上的难度,且所得结果与对真实系统的观测基本相符,因而基于线性系统理论的转子动力学得到了充分的发展和广泛的应用,并显示出强大的生命力1然而,当真实转子系统的非线性较为显著时,如果仍采用近似的线性化模型和线性系统的分析方法,将不可避免地“过滤”掉许多系统固有的非线性动力学现象,如稳态响应对初始条件的依赖性、解的多样性与稳定性、振动状态突变、超谐波次谐波共振、混沌振动以及系统长期性态(吸引子)对参数的依赖性等,其主观分析结果与真实系统的客观动力学行为之间必然存在不可忽视的定性和定量上的差异1在大型旋转机械状态监测与故障诊断实践中,人们时常面临转子动力学传统理论难以作出准确阐释的异常振动现象,这就说明,开展转子系统非线性振动的研究,不仅是转子动力学学科自身不断深化的必然结果,更是源于工业实践的迫切需求1 收稿日期:1999-02-24 3国家自然科学基金资助项目(编号:59875073)本文责任编辑:王窈惠 第14卷第2期 1999年 6月湘潭矿业学院学报J.XIAN GTAN MIN.INST.Vol.14No.2J un. 1999

转子动力学知识

转子动力学知识 2转子动力学主要研究那些问题? 答:转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。这门学科研究的主要范围包括:转子系统的动力学建模与分析计算方法;转子系统的临界转速、振型不平衡响应;支承转子的各类轴承的动力学特性;转子系统的稳定性分析;转子平衡技术;转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术;密封动力学;转子系统的非线性振动、分叉与混沌;转子系统的电磁激励与机电耦联振动;转子系统动态响应测试与分析技术;转子系统振动与稳定性控制技术;转子系统的线性与非线性设计技术与方法。 3转子动力学发展过程中的主要转折是什么? 答:第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象,因而可以稳定工作。这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了,许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。 4石化企业主要有哪些旋转机械,其基本工作原理是什么? 汽轮机:将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。工作原理:在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀,压力降低,速度增加,热能转变为动能。作用与功能:主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活的供热需要。

金属橡胶技术在转子支承系统中的阻尼减振应用研究

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/dd8293987.html, 金属橡胶技术在转子支承系统中的阻尼减振应用研究 作者:李大勇等 来源:《价值工程》2013年第17期 摘要:介绍了金属橡胶材料的阻尼减振性能,重点阐述了金属橡胶技术在转子支承系统 中阻尼减振的应用,同时对金属橡胶构件在转子支承系统中应用的未来发展趋势进行了展望。 关键词:金属橡胶;阻尼减振;转子支承系统 中图分类号:F767.5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)17-0059-02 0 引言 金属橡胶材料起源于二十世纪70年代初期的前苏联,是通过将具有一定质量的、拉伸开的、螺旋状的金属丝有序地排放并制成毛坯,然后用冷冲压成型并经热处理而成的新型精细结构材料[1]。由于其内部有很多孔洞,既呈现类似橡胶材料的弹性和阻尼性能,又保持着金属 的优异特性,俗称金属橡胶(Metal Rubber)。目前,俄罗斯在这个研究领域处于领先地位,并已经广泛的应用于航空航天等领域[2]。我国对金属橡胶技术研究虽然仅有十几年的时间, 却得到了越来越多的重视,并已经在大型工业设备的减振密封领域和航天航空等领域得到了实际应用。金属橡胶的制备工艺、相关理论和性能特点等已经开始被广泛研究,本文作者通过分析、总结相关研究文献,重点介绍了金属橡胶在转子支承系统中阻尼减振方面的应用研究。 1 金属橡胶的阻尼减振性能 金属橡胶内部呈现出金属丝相互交错勾联形成的空间网状结构,这种类似橡胶的大分子链状形态使他它具有一定的刚度,振动时金属丝之间产生挤压、滑移和干摩擦,又可以耗散大量的振动能量,从而起到阻尼减振的作用[1]。与橡胶材料不同的是,由于金属橡胶的原材料及 制造工艺和橡胶材料存在巨大的差异,二者之间所表现出来的弹性阻尼变化规律也就存在着明显的不同。由于金属橡胶材料的稳定性和硬度几何特性,保证了其弹性阻尼特性主要受载荷频率和变形幅值的影响,而受环境温度的影响很小。 2 金属橡胶在转子支承系统中的阻尼减振应用 由于金属橡胶阻尼减振构件具有阻尼性能好、重量轻、且易制成各种形状、环境适应能力强、可调节刚度等一系列优点,在高速旋转机械中的得到了成功的应[2-4]。王新、朱梓根等[5]在1997年开发出了一种环形金属橡胶减振器阻尼器(RMRD)并用于转子支承系统。实验研究表明,这种金属橡胶减振阻尼器具有很好的减振性能,甚至超过了挤压油膜阻尼器,而且有

非线性转子 动力学

航空发动机非线性转子碰磨研究 XXX (XXXX 机械工程上海200072) 摘要:综述了国内外非线性转子动力学的研究现状,讨论了非线性转子动力学研究中的7个主要问题,并引述了大量相应的国内外文献,包括:非线性转子动力学研究的一般方法;求解非线性转子动力学问题的数值积分方法;大型转子-轴承系统高维非线性动力学问题的降维求解;基于微分流形的动力系统理论方法;转子非线性动力学行为的机理研究和实验研究;高速转子-轴承系统的非线性动力学设计,最后讨论了非线性转子动力学研究中存在的问题及展望。 关键词:非线性;高速转子;数值积分法 The research for Aeroengine nonlinear rotor WANG Qing-long (Shanghai university mechainal engineering 20072 shanghai) Abstract: Reviewed the research status of nonlinear rotor dynamics both at home and abroad, discusses the seven main in the study of nonlinear rotor dynamics. To questions, and cited a large number of relevant literature both at home and abroad, include: common methods of nonlinear rotor dynamics; To solve the non-linear. Rotor dynamics problems of numerical integral method; Rotor - bearing system of large dimension reduction solution for high dimensional nonlinear dynamics; In the theory of differential dynamic system of the manifold method; Rotor nonlinear dynamics behavior of mechanism research and experiment research; High speed rotor shaft. Bearing system of the nonlinear dynamics design, and finally discusses the problems of nonlinear rotor dynamics research and prospects. Key words: nonlinear; High speed rotor; The numerical integral method. 由于旋转机械系统中各种异常振动的存在,常常引发灾难性的事故。过去研究转子-轴承-基础系统大多采用基于线性转子动力学理论。例如传统转子动力学对转子-轴承系统稳定性问题的研究,一般采用8个线性化的刚度与阻尼特性系数的油膜力模型。对于大型旋转机械中存在的油膜力、密封力、不均匀蒸汽间隙力等严重的非线性激励源,由于数学模型不够完善,以致系统中存在的许多由非线性因素引起的多种复杂动力学行为尚没有彻底搞清,不能满足现代工程设计的需要,迫切需要建立转子-轴承系统的非线性动力学理论,揭示系统存在的各种非线性动力学行为,提出转子-轴承系统的非线性动力学设计方法,研究旋转机械中存在的各种实际问题,这对提高旋转机械运行的稳定性、安全性、可靠性具有重要的现实意义和实际工程背景。 随着非线性动力学理论的发展,非线性转子动力学理论和方法也受到了关注,大量的研究成果使转子动力学面貌一新。但现有的非线性动力学理论和方法在解决高维动力系统方面还存在困难,而工程实际中的转子-轴承-基础系统是一个复杂的高维系统,从而吸引了更多的研究者从事这方面的研究,特别是现代非线性动力学理论在转子动力学中的应用,已成为当今国

02---Samcef Rotor在发动机转子动力特性分析中的应用---周传月

Samcef Rotor在发动机转子动力特性分析中的应用 周月1 ,宗克勤2 传 (1.北京东方极峰科技有限公司,北京100081 ;2.哈尔滨第703研究所,哈尔滨100036) 摘 要:本文首先介绍了依托Samcef Field和Samcef Rotor软件搭建的发动机转子动力特性集成仿真分析系统。其次介绍了转子动力特性分析软件Samcef Rotor的特点、模型及分析功能。最后以四个工程应用实例,着重介绍了Samcef Rotor软件在发动机转子动力特性分析中的应用。 关键词:Samcef Rotor,转子,动力特性,有限元分析 1 引言 随着工业的高速发展,旋转机械转速不断增加,性能不断提高。特别是航空燃气涡轮发动机和舰船用燃气轮机,由于其转速加大,推重比不断提高,因而带来了转子部件的负荷的增加。旋转机械的动力学问题历来就是发动机设计和研究人员关注的问题。发动机是高技术和高可靠性的复杂产品,尤其是高速旋转的转子系统,在其产品开发中有着极其复杂和严格的要求。发动机转子动力学问题是发动机研制和开发的一个重要问题。在转子动力学研究中,计算仿真分析(CAE)具有很重要的地位。无论是讨论转子的动力学特性,分析转子的各种动力学现象,还是进行转子系统的设计,解决旋转机械的有关工程问题等,都离不开计算分析工作。在转子动力学的发展历史中,计算方法与理论研究和工程应用是同步发展的。随着计算机技术和软件技术的飞速发展,计算仿真分析的重要性更为突出。甚至一些无法用理论分析方法解决的复杂问题,也可以使用数值计算的方法得到结果,或通过计算机仿真,揭示某些难以用理论分析方法或实验观察获得的新现象。 在传统的转子动力学分析中,计算分析的主要内容是关于转子弯曲振动的临界转速、不平衡响应和稳定性。有时,还有各种激励下的谐波响应和瞬态响应计算。有些转子系统还需要计算扭转振动的固有频率和响应。随着转子动力学研究工作的深入发展,人们发现轴承、轴承座、支承基础,以及其它有关结构对转子的动力学特性有很大的影响,因而有必要把轴承、轴承座、密封,甚至设备的基础也纳入到转子系统中。SAMTECH公司一直致力于转子动力学数值计算方法的研究,在著名的发动机公司的支持下,开发了大型商业化转子动力学分析软件Samcef Rotor。 SAMTECH公司(https://www.doczj.com/doc/dd8293987.html,)是欧洲最大的CAE软件公司之一,是著名的有限元分析软件Samcef的开发商。SAMTECH公司的前身是比利时列日大学(University of Liege)的宇航实验室,该实验室自从1965年就从事开发商业化的有限元分析软件Samcef的开发。Samcef软件的开发者于1986年脱离列日大学而创建了SAMTECH公司。SAMTECH与航空和航天工业(SNECMA, EADS, AIRBUS, …),以及防卫、汽车、能源、造船和机床等工业有密切的合作。 Samcef系列软件是世界上广泛应用的有限元分析软件。Samcef包括通用有限元分析软件,如前后处理软件Samcef Field、线性分析软件Samcef Linear和非线性分析软件Samcef Mecano等,以及很多特定的专业软件,如转子动力分析软件Samcef Rotor,高压电缆静动力学分析软件Samcef HVS等。其中转子动力分析模块Samcef Rotor是目前世界上唯一的单轴或多轴转子动力学特性大型有限元分析软件。图1是依托Samcef Rotor软件和Samcef Field软件搭建的发动机的转子动力特性集成仿真分析系统。此系统是一完整的转子建模和仿真分析环境,包含发动机转子动力特性分析的各个方面。

压缩机转子动力特性及常见振动原因解析

109中国 设备 工程Engineer ing hina C P l ant 中国设备工程 2019.06 (上)压缩机转子与振动情况是影响设备运行性能与效率的重 要关键因素,本文将通过对压缩机转子的结构特点和基本原理分析,对其运动特性进行详细的解析,同时对压缩机上常 见的振动问题及原因进行系统的剖析分解。 1?转子系统特性 转子系统是一种连接轴承与支座组成的旋转部件系统, 是旋转机械中的主要工作部件。转子系统的运动特性是一个 复杂的系统,转子运转常伴有相关系列振动,给设备带来噪 声,甚至严重的元件损坏和转子失稳等害处,极大地影响了 设备的工作效率和使用寿命。见图1。图1?转子简图2?转子动力特性解析2.1 轴承动态运动特性本文以径向轴承为依据,其理想模型状态工作状况为:轴承的中心为一条静态稳定线上浮,在油膜产生的合力作用下达到载荷稳定时,轴颈的中心便达到静态稳定线的某一点和稳定。而当轴承的工作角度因为工作关系工作角度不断地增大,轴承的表面与轴颈之间形成的收敛卷吸作用不断地加大,导致转子不断地被抬起。在常规的工作状态下,转子的工作状态不断受到外界的扰动影响,轴承不仅受油膜的静态油膜托起力,还会因外界的移动和速度等因素扰动产生附加的动态油膜力,所以转子是在静态油膜力与动态油膜力共同作用下工作的非定工作状态。轴承的非定动态方程为公式(1)。(1)式中:r 为轴承轴颈的半径,mm;φ为油膜的厚度,mm;p 为油膜压力值,MPa;u 为油的动力黏度值,Ns/mm 2;ω为转子角速度。2.2 轴承系统的稳定特性轴承的稳定特性,即压缩机处于静态的一种稳定或者动态的一种稳定,静态稳定即转子的外径与长度的比值大于或者等于5时,转子系统此时无论是工作转动速度快还是慢,压缩机转子动力特性及常见振动原因解析 官文超? (沈阳鼓风机集团股份有限公司研究院,辽宁?沈阳?110869) 摘要:压缩机是工业原料生产重要的生产设备之一,其广泛使用在化工、能源、机械等行业。而压缩机的转子动力特性与振动情况将直接影响设备的整体性能和运行效率。本文对压缩机转子动力特性、振动情况等进行了分析研究。 关键词:压缩机;转子;动力特性;振动 中图分类号:U664 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2019)06(上)-0109-02 系统只须静态稳定。动态稳定是指转子的长度大于半径时,系统转子工作转动速度大于1000时,此时进行动态稳定。当轴承系统处于稳定状态时,就可以避免一系列的设备振动现象。当系统出现非稳定性振动的时候,转子与转轴之间的力学便出现破坏,设备便会出现一些破坏性的振动现象。2.3 转子系统运动平衡特性转子的振动一般对设备是有害的,但是却无法杜绝这一现象,怎样平衡转子系统的运转振动,使其系统达到一个平衡的高性能状态。其实只要将转子的振动设定在一定范围内,达到一定的转动与振动平衡状态,就可消除危害性的振动现 象。所谓的转子振动平衡即是将转子振动频率限制在转速的 1/10,即可达到转子振动平衡状态。而主要的处理手段是将 转子的外径与长度比值降低来达到转子振动平衡状态。 2.4 齿轮传动系统特性 研究表明,齿轮系统的耦合传动振动特性模型与设备的 固定频率、稳定性能与弯曲、扭转振动模型有着很大的区别。 建立相关斜齿传动模型的分析模型,分析得出斜齿传动系统 振动不仅存在扭曲振动、轴向振动、弯曲振动常规的振动, 还存在动态合力产生的扭摆动。齿轮空间存在6个自由度, 整个系统存在12个自由度,轮齿的重合度为整数,整个啮 合过程中呈现出一个周期性的变化,且同时有部分的轮齿出 现变形现象。斜齿系统的啮合开始于轮齿的一端,然后慢慢 扩展到整个齿面,最后从轮齿一端退出啮合的过程,此时的 轮齿整体性刚度有局部变化,但是较直齿刚度阶跃性的变动, 斜齿只是一小部分的微小波动,如图2为斜齿轮与振动稳定 关系图。综上述分析可知,轮齿的刚度影响有轮齿的齿形(齿 高和齿厚等)、轮齿材料、轮齿的重合度、旋转角度、轮齿 啮合误差等因素。 3?转子振动原因及分析 3.1 压缩机转子振动原理 压缩机主要通过转子的高速转动产生离心力使其具备压 缩功能,出现振动的主要机理是转子振动频率与设备自身振 动频率相接近,导致共振现象,继而出现振动现象。如转子 与转轴的契合不严密时,还可能引起其他的振动效应。 3.2 压缩机机组稳定性引起的振动 机组如出现失稳即可出现转子的不平衡振动,引起的主 要原因是压缩机内部的零件契合度不达标,如转子与转轴的 契合度不够造成的机组失稳,以及离心机基座之间的连接紧

转子动力学

转子动力学 什么是杰斐逊转子,它的意义是什么? 答:转子可以看作是一个安装在失重弹性轴上的圆盘,轴的两端由完全刚性的轴承和轴承座支撑。基于该模型的分析计算得到的概念和结论是转子动力学的基础。它可以准确地用于简单的旋转机械中,定性地解释复杂的问题。 意义:通过对Jeffcott转子的研究,发现当转子超过临界转速时,转子会自动对准,从而能够稳定工作。这一结论大大提高了旋转机械的功率和应用范围。Jeffcott解释了Jeffcott转子的动态特性,指出在超临界工况下转子会自动对准。发现超临界运行过程中会出现自激振动和不稳定,并确定其重要性。 转子动力学主要研究那些问题? 答:转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。这门学科研究的主要范围包括:转子系统的动力学建模与分析计算方法;转子系统的临界转速、振型不平衡响应;支承转子的各类轴承的动力学特性;转子系统的稳定性分析;转子平衡技术;转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术;密封动力学;转子系统的非线性振动、分叉与混沌;转子系统的电磁激励与机电耦联振动;转子系统动态响应测试与分析技术;转子系统振动与稳定性控制技术;转子系统的线性与非线性设计技术与方法。

3转子动力学发展过程中的主要转折是什么? 答:第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象,因而可以稳定工作。这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了,许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。 4石化企业主要有哪些旋转机械,其基本工作原理是什么? 答:汽轮机,燃气轮机,压缩机,离心机,电动机 汽轮机:将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。工作原理:在汽

ANSYS 中的转子动力学计算

ANSYS 中的转子动力学计算 雷先华 安世亚太 转子动力学是固体力学的一个重要分支,它主要研究旋转机械的“转子-支承”系统在旋转状态下的振动、平衡和稳定性问题,其主要研究内容有几个方面:临界转速、动力响应、稳定性、动平衡技术和支承设计。在旋转机械研究设计中,转子动力学的性能分析是极其重要的一个方面。 传统的转子动力学分析采用传递矩阵方法进行,由于将大量的结构信息简化为极为简单的集中质量—梁模型,不能确保模型的完整性和分析的准确度;而有限元在处理转子动力学问题时,可以很好地兼顾模型的完整性和计算的效率,但多年来转子的“陀螺效应”一直是制约转子动力学有限元分析的“瓶颈”问题。ANSYS 很好地解决了动力特性分析中“陀螺效应”影响的问题,而且陀螺效应的考虑不受计算模型上的限制,使得转子动力学有限元分析变得简单高效。 本文对ANSYS 的转子动力学计算功能进行简要介绍。 1 ANSYS 转子动力学的理论基础 ANSYS 转子动力学分析中,两种参考坐标系可供选择:静止坐标系和旋转坐标系。空间点P 在静止坐标系(其原点在O ′)下的位置矢量为r ′,在旋转坐标系(其原点在O )下的位置矢量为r 。 在静止坐标系下转子的动力方程为: [][][]{}{}([]){}{}M u C C u K u F gyr +++=&&& []C gyr 为陀螺效应矩阵。 在旋转坐标系下转子的动力方程为: [][][]{}{}([]){}([]){}M u C C u K K u F cor spin r r r +++?=&&& []C cor 为哥氏效应矩阵,[]K spin 为旋转软化效应刚度矩阵。 2 ANSYS 转子动力学的计算功能和新技术 ANSYS 转子动力学计算包含如下功能: – 无阻尼临界转速分析 – 不平衡响应分析 – 阻尼特征值分析

转子动力学研究方向综述

转子动力学研究方向综述 (上海大学机电工程与自动化学院,上海200072) 摘要:旋转机械被广泛地应用于包括燃气轮机,航空发动机,工业压缩机及各种电动机等机械装置中。转子动力学是研究所有与旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。本文回顾了转子动力学的发展历史,分析了研究转子动力学面临的几个主要问题。总结了国内外在转子平衡技术方面、转子系统振动控制技术方面、转子动力学设计方面、转子振动噪声和参数识别方面、转子的动力学特性方面研究的情况。最后讨论了我国转子动力学面临的主要问题。 关键词:转子;动力学;旋转机械 Review of Researches Direction on Rotor Dynamics GAO hai-zhou (School of Mechanical Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China) Abstract: Rotating machinery is widely applied to include gas turbine, aviation engine, industrial compressor and all kinds of motor and other machinery. Rotor dynamics is the study of all to the rotor of the rotating machinery and its components and structure dynamic characteristics, including dynamic response, vibration, strength, fatigue, stability, reliability and condition monitoring, fault diagnosis and control subjects. This paper reviews the development history of rotor dynamics, analyses several main problems in the study of rotor dynamics. In rotor balancing technology at home and abroad are summarized, the rotor system vibration control technology, the rotor dynamics design, rotor vibration noise and parameter identification, rotor dynamic aspects of the research. Finally discusses the major problems of rotor dynamics in China Key words: rotor; dynamics; rotary machine 引言 旋转机械[1]被广泛地应用于包括燃气轮机,航空发动机,工业压缩机及各种电动机等机械装置中。在电力、航空、机械、化工、纺织等国民经济领域中起着非常重要的作用[2],而对其动力学特性的研究也形成了一门专门的学科——转子动力学。转子动力学在国内外都是一门非常活跃的学科,每年都有大量的文章发表。转子动力学是研究所有与旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。转子动力学研究的目的和任务是为旋转机械转子的优化设计、提高效率、保证安全、减少故障和延长寿命提供理论和技术上的支持与保障。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档