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非线性转子－轴承系统的分叉 被引量：66
1
作者 陈予恕 孟泉 《振动工程学报》 EI CSCD 1996年第3期266-275,共10页
用快速Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法［１］结合Ｆｌｏｑｕｅｔ理论和数值积分方法，对采用短轴承模型的刚性Ｊｅｆｃｏｔｔ转子系统在较宽的参数范围进行分叉研究。计算结果表明，系统存在倍周期和Ｈｏｐｆ分叉。根据Ｆｌｏｑｕｅｔ乘数，得到... 用快速Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法［１］结合Ｆｌｏｑｕｅｔ理论和数值积分方法，对采用短轴承模型的刚性Ｊｅｆｃｏｔｔ转子系统在较宽的参数范围进行分叉研究。计算结果表明，系统存在倍周期和Ｈｏｐｆ分叉。根据Ｆｌｏｑｕｅｔ乘数，得到了分叉转迁集并分析了润滑油粘度的变化对系统Ｈｏｐｆ分叉的影响。用数值方法得到系统在某些参数域中的分叉图、时间历程、相图、轨迹图以及Ｐｏｉｎｃａｒé映射和频谱图。数值积分结果验证了所得分叉转迁集的正确性，同时直观地显示了系统的某些运动状态。分析结果为定性地控制转子的稳定运行状态提供了理论依据。 展开更多
关键词 转子动力学 非线性 转子 轴承系统
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转子支承动刚度对转子动力特性的影响分析 被引量：54
2
作者 洪杰 王华 +1 位作者 肖大为 陈萌 《航空发动机》 2008年第1期23-27,共5页
针对转子支承动刚度对转子动力特性的影响,分别运用静刚度、动刚度和整机有限元模型对某型发动机进行了转子动力特性计算,并对各种计算结果进行了比较和分析;分析了转子支承动刚度剧烈变化的原因,同时,指出运用整机模型能够分析支承动... 针对转子支承动刚度对转子动力特性的影响,分别运用静刚度、动刚度和整机有限元模型对某型发动机进行了转子动力特性计算,并对各种计算结果进行了比较和分析;分析了转子支承动刚度剧烈变化的原因,同时,指出运用整机模型能够分析支承动刚度和各种机匣的局部振动对整机振动的影响。 展开更多
关键词 航空发动机 转子 动刚度 动力特性
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航空发动机整机动力学模型建立与振动特性分析 被引量：45
3
作者 张大义 刘烨辉 +1 位作者 洪杰 马艳红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期768-773,共6页
针对航空发动机的转子/整机动力学问题,使用两自由度动力学模型对转、静子的振动耦合机理进行了解释,指出传统转子动力学模型将导致最大67%的计算误差,因此需要采用整机动力学模型对发动机的振动特性进行求解。进一步明确了整机动力学... 针对航空发动机的转子/整机动力学问题,使用两自由度动力学模型对转、静子的振动耦合机理进行了解释,指出传统转子动力学模型将导致最大67%的计算误差,因此需要采用整机动力学模型对发动机的振动特性进行求解。进一步明确了整机动力学有限元模型的简化原则和模型功用,针对转、静子的典型结构论述了详细的建模方法。采用整机三维模型对双转子涡扇发动机的固有振动特性进行了计算和评估,结果表明,慢车至最大转速区间内只存在一阶高压转子平动振型,转子系统总应变能不超过20%,共振裕度大于20%,满足航空发动机的转子动力学设计要求。 展开更多
关键词 转子动力学 整机振动 有限元 临界转速
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现代密封转子动力学研究综述 被引量：45
4
作者 曹树谦 陈予恕 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第A02期68-79,共12页
对转子密封动力学的发展给出了比较全面的综述,特别是针对现代高参数密封转子的存在问题、研究内容及主要成果进行了介绍。将密封转子动力学的研究分为4个方面:1)对密封力模型及其计算方法的研究;2)对密封力集总参数(8个动力系数)的识别... 对转子密封动力学的发展给出了比较全面的综述,特别是针对现代高参数密封转子的存在问题、研究内容及主要成果进行了介绍。将密封转子动力学的研究分为4个方面:1)对密封力模型及其计算方法的研究;2)对密封力集总参数(8个动力系数)的识别;3)不同形式密封(含减阻结构和预旋等)对转子失稳的影响;4)转子/密封动力学模型的建立和分析。对取得的主要成果概括为:1)以Muszynska模型为代表的集总参数模型;2)密封力线性动力系数的识别方法;3)简单转子/密封系统的分岔与混沌等复杂行为;4)近年正在开展的CFD(Computational Fluid Dynamics)与密封/转子相结合的研究取得的进展。最后附有包含经典成果与最新成果的100余篇参考文献。该文可供从事密封转子动力学方面的研究人员参考。 展开更多
关键词 转子 密封 动力学 稳定性 综述
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滚动轴承转子系统的非线性动力学特性分析 被引量：37
5
作者 袁茹 赵凌燕 王三民 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第10期1175-1177,1233,共4页
接触非线性和间隙非线性耦合导致滚动轴承 转子系统表现出复杂的动力学特性 ,在工作转速范围内系统会产生分岔混沌振动 ,从而影响系统工作的稳定性和可靠性 ;在计及轴承接触非线性和径向间隙的条件下 ,建立了滚动轴承支承的水平刚性转... 接触非线性和间隙非线性耦合导致滚动轴承 转子系统表现出复杂的动力学特性 ,在工作转速范围内系统会产生分岔混沌振动 ,从而影响系统工作的稳定性和可靠性 ;在计及轴承接触非线性和径向间隙的条件下 ,建立了滚动轴承支承的水平刚性转子系统的非线性动力学模型 ,用数值积分方法得到系统在不同参数域中的相图、轴心轨迹、频谱图及Poincar啨映射图 ,研究了系统响应随转子转速的变化趋势。结果表明 :轴承的径向间隙是决定轴承 转子系统动态响应的一个重要参数。随着间隙的增大 ,混沌响应区变宽 ,轴承的动态刚度减小 ,故在设计滚动轴承 转子系统时 ,应对径向间隙进行优选。 展开更多
关键词 滚动轴承 转子系统 非线性动力学 混沌 分岔
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转子-轴承-基础非线性动力学研究 被引量：23
6
作者 张宇 陈予恕 毕勤胜 《振动工程学报》 EI CSCD 1998年第1期24-30,共7页
在无限短转子－轴承的基础上，考虑基础在垂直方向的变形，通过分析油膜力，建立了转子－轴承－基础非线性动力学模型。当基础的刚度下降至一定值时，系统中存在内共振情形，结合现代非线性动力学理论和数值方法，研究了系统在临界点附... 在无限短转子－轴承的基础上，考虑基础在垂直方向的变形，通过分析油膜力，建立了转子－轴承－基础非线性动力学模型。当基础的刚度下降至一定值时，系统中存在内共振情形，结合现代非线性动力学理论和数值方法，研究了系统在临界点附近的复杂动力学行为。指出：当转速为２６７５ｒ／ｍｉｎ时，基础中会存在低幅值的调幅运动；当转速为３０００ｒ／ｍｉｎ时，基础中会存在高幅值的调幅运动，它远远超过了机组的允许振动幅值。本文的结果表明：基础的刚度与转子刚度之间产生内共振是机组出现异常振动的原因之一。 展开更多
关键词 非线性振动 转子动力学 转子 轴承 基础
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旋转机械无试重现场动平衡原理与应用 被引量：39
7
作者 王维民 高金吉 +1 位作者 江志农 李燕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期212-215,共4页
提出了一种高效的无试重现场动平衡原理与方法,并进行了实验验证及现场应用研究。无试重平衡的基本原理是通过数值模拟的方法,通过在平衡平面上施加虚拟不平衡量,确定转子在轴承处的振动相位相对于平衡平面处的激振力的相位的滞后角。... 提出了一种高效的无试重现场动平衡原理与方法,并进行了实验验证及现场应用研究。无试重平衡的基本原理是通过数值模拟的方法,通过在平衡平面上施加虚拟不平衡量,确定转子在轴承处的振动相位相对于平衡平面处的激振力的相位的滞后角。这种滞后可以借助不断完善的转子动力学理论以及有限元数值模拟方法进行确定,其关键是确定轴承的刚度和阻尼系数。滞后角和振动的相位相加便为激振力的相位,将该相位反相可得到配重的相位。配重量由测量得到的振幅和计算得到的振幅之间的比例关系以及虚拟不平衡量的大小确定。实验研究以及现场的平衡实践表明,该方法可以在不加试重的情况下,实现对转子的有效平衡,从而降低机组的现场动平衡的时间和成本。 展开更多
关键词 旋转机械 现场动平衡 转子动力学 轴承参数
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Jeffcott裂纹转子动力特性的研究 被引量：32
8
作者 朱厚军 赵玫 王德洋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期1-4,共4页
本文采用适当的裂纹开闭模型 ,导出了固定坐标系中裂纹轴的刚度矩阵 ,建立了水平Jeffcott裂纹转子的振动微分方程 ,并对其进行了仿真计算。数值仿真表明 :裂纹转子的响应中出现 2x、3x等倍频分量 ,并产生分数次共振现象。在超临界转速... 本文采用适当的裂纹开闭模型 ,导出了固定坐标系中裂纹轴的刚度矩阵 ,建立了水平Jeffcott裂纹转子的振动微分方程 ,并对其进行了仿真计算。数值仿真表明 :裂纹转子的响应中出现 2x、3x等倍频分量 ,并产生分数次共振现象。在超临界转速区 ,倍频分量很小 ,但在响应的相频特性图中 2x、3x处相位变化很大。参数 β和 e主要影响 1x谐波分量 ,对 2x、3x等倍频分量影响很小。由于裂纹的存在 ,转子轨迹的中心也发生偏移。在临界转速附近 ,转子运行过程中裂纹处于常开或常闭状态。一般情况 ,当转子的偏心 e小于 1时 ,裂纹在转子运行过程中总是时开时闭的。这些结论将有助于转子裂纹故障的监测和诊断。 展开更多
关键词 裂纹转子 非线性振动 数值分析 转子动力学
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大型水轮发电机组转子动力学特性分析 被引量：36
9
作者 王正伟 喻疆 +3 位作者 方源 温晓军 曹剑绵 石清华 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期62-66,共5页
机组的轴系稳定性和动力特性是机组安全运行的重要指标,不仅直接影响机组的运行品质,同时也影响机组的使用寿命。本文以万家寨水轮机组为例,应用转子动力学计算软件ARMD对机组轴系的临界转速进行分析计算,并预估了机组在不同工况下水力... 机组的轴系稳定性和动力特性是机组安全运行的重要指标,不仅直接影响机组的运行品质,同时也影响机组的使用寿命。本文以万家寨水轮机组为例,应用转子动力学计算软件ARMD对机组轴系的临界转速进行分析计算,并预估了机组在不同工况下水力激励力作用下的上导、转子中心、水导和转轮中心等处的摆度响应。计算结果与机组轴系振动实测和模态实测结果进行了比较。比较客观地分析了机组轴系的运行稳定性。 展开更多
关键词 混流式水轮机 转子动力学 数值计算 激励 响应
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机动飞行时航空发动机转子系统的振动特性 被引量：33
10
作者 祝长生 陈拥军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期835-841,共7页
利用Lagrange方程建立飞机在任意机动飞行条件下具有多盘、多质量和多轴承的不平衡柔性转子系统运动微分方程的一般表达式,然后以一个双盘悬臂柔性转子系统为例用数值方法研究飞机的典型机动飞行对转子系统动力特性的影响。结果表明:机... 利用Lagrange方程建立飞机在任意机动飞行条件下具有多盘、多质量和多轴承的不平衡柔性转子系统运动微分方程的一般表达式,然后以一个双盘悬臂柔性转子系统为例用数值方法研究飞机的典型机动飞行对转子系统动力特性的影响。结果表明:机动飞行将使转子运动轨迹的中心偏离原来的轴线,转子系统的振动明显增大,从而可能使转子与定子之间发生局部的碰磨。因此,飞机作机动飞行时,必须考虑机动飞行因素对转子动力特性的影响。 展开更多
关键词 转子动力学 机动飞行 柔性转子 基础运动
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带有支座松动故障的转子—轴承系统的混沌特性 被引量：27
11
作者 褚福磊 方泽南 张正松 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期60-63,共4页
应用现代非线性动力学理论，分析了带有一端支座松动故障的简单转子系统的复杂运动现象，讨论了转速变化时系统具有的多种形式的周期、拟周期和混沌运动。在拟周期与混沌运动的轨道中，轨迹的方向性可以更清楚地表现出来。这类系统的某... 应用现代非线性动力学理论，分析了带有一端支座松动故障的简单转子系统的复杂运动现象，讨论了转速变化时系统具有的多种形式的周期、拟周期和混沌运动。在拟周期与混沌运动的轨道中，轨迹的方向性可以更清楚地表现出来。这类系统的某些周期运动的映射点结构具有慢变特性，有些表现为长时间下的拟周期运动；另外某些Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射点的结构随时间的变化出现分岔。系统的这些复杂运动特征可望用来诊断这一故障。 展开更多
关键词 转子系统 支座松动 混沌 故障诊断 轴承
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滚动轴承支承下的不平衡转子系统非线性动力响应分析 被引量：29
12
作者 陈果 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第23期2773-2778,共6页
建立了滚动轴承支承下的转子系统非线性动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(va-rying compliance)振动,在转子系统中考虑了由于转子... 建立了滚动轴承支承下的转子系统非线性动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(va-rying compliance)振动,在转子系统中考虑了由于转子质量偏心而产生的不平衡力。运用数值积分方法获取了系统的非线性动力响应,分析了转子旋转速度、滚动轴承间隙对系统动力响应的影响,并运用分叉图、相平面图、频谱图及Poincaré映射进行了系统分叉与混沌特征分析,发现了通往混沌的倍周期分叉、拟周期环面破裂和阵发性分叉途径。 展开更多
关键词 转子动力学 滚动轴承 混沌 分叉
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基于有限元法的转子临界转速计算 被引量：29
13
作者 王军锋 孙康 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第12期10-13,33,共5页
在转子系统临界转速计算中,有限元法能够确保模型的完整性和分析的准确性,可以进行复杂转子系统的临界转速计算,针对各维有限元模型计算精度和计算速度的问题,分析了一维、二维、三维有限元模型的优缺点,明确了在不同设计和分析阶段各... 在转子系统临界转速计算中,有限元法能够确保模型的完整性和分析的准确性,可以进行复杂转子系统的临界转速计算,针对各维有限元模型计算精度和计算速度的问题,分析了一维、二维、三维有限元模型的优缺点,明确了在不同设计和分析阶段各维模型的选用原则,以满足临界转速计算的需要,并以涡轮泵临界转速的计算进行了验证。结果表明,二维模型在一般情况下兼具一维和三维模型的优点,计算速度快,求解精确;对转子系统的临界转速计算有着较大的参考价值。 展开更多
关键词 临界转速 转子动力学 转子系统 有限元法
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平行不对中转子系统的非线性动力学行为 被引量：25
14
作者 李明 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期580-585,共6页
在几个基本假设如刚性转子、轴承各向同性等条件下,考虑转子的不对中和圆盘的不平衡等因素后,建立平行不对中转子系统的动力学模型。首先通过一个坐标变换消除不对中转子间的约束关系,然后根据Lagrange方程推导系统的运动微分方程,分析... 在几个基本假设如刚性转子、轴承各向同性等条件下,考虑转子的不对中和圆盘的不平衡等因素后,建立平行不对中转子系统的动力学模型。首先通过一个坐标变换消除不对中转子间的约束关系,然后根据Lagrange方程推导系统的运动微分方程,分析表明不对中转子系统是一个具有自激振动特征的强非线性系统。最后采用Runge-Kutta法进行数值积分,分析不对中转子系统的非线性动力学行为。数值结果发现,当系统参数变化时,转子系统的轴心轨迹时而表现为周期运动,时而又呈现出准周期特性。当系统作准周期运动时,转子的稳态横向振动中明显存在着多个频率成分,其中包含转子转速的同频以及多种组合频率。 展开更多
关键词 转子系统 平行不对中 建模分析 非线性动力学
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计算多转子系统临界转速的整体传递矩阵法 被引量：22
15
作者 柴山 刚宪约 +2 位作者 姚福生 曲庆文 赵又群 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2002年第1期8-12,共5页
提出了整体传递矩阵法中耦合单元的概念,导出了各向同性和各向异性耦合单元的传递矩阵,并给出了几个算例. 整体传递矩阵法是取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量,各转子同时对系统状态向量进行传递,求得多转子轴系的整体传递矩阵... 提出了整体传递矩阵法中耦合单元的概念,导出了各向同性和各向异性耦合单元的传递矩阵,并给出了几个算例. 整体传递矩阵法是取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量,各转子同时对系统状态向量进行传递,求得多转子轴系的整体传递矩阵方程,代入整体边界条件进行求解即可得到多转子轴系的临界转速. 与子结构传递矩阵法相比,整体传递矩阵法不必将多转子系统在耦合单元处分割开来,不引入未知内力和位移,也不必建立分割处的平衡方程或变形协调条件. 展开更多
关键词 耦合单元 多转子系统 整体传递矩阵 临界转速 转子动力学
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含滚动轴承的同向和反向旋转双转子系统动力学响应 被引量：26
16
作者 罗贵火 周海仑 +1 位作者 王飞 杨喜关 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1887-1894,共8页
以双转子航空发动机为研究对象,建立了航空发动机双转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型.模型中考虑了低压转子与高压转子的中介轴承耦合作用,滚动轴承模型中考虑了滚动轴承间隙、非线性赫兹接触力以及变柔性VC(varying compliance)振动... 以双转子航空发动机为研究对象,建立了航空发动机双转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型.模型中考虑了低压转子与高压转子的中介轴承耦合作用,滚动轴承模型中考虑了滚动轴承间隙、非线性赫兹接触力以及变柔性VC(varying compliance)振动等因素.利用仿真模型,进行了同向和反向旋转双转子系统的拍振响应分析,结果表明当高低压转子的转速差较小时,双转子系统的拍振响应明显.同时研究了同转和反转双转子系统轴心轨迹响应的差异,研究表明反向旋转双转子系统的轴心轨迹会形成"花瓣"状.最后,利用双转子试验器验证了仿真结果的正确性,进一步验证本文所建模型的正确性. 展开更多
关键词 转子动力学 双转子 反向旋转 滚动轴承 拍振
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机动飞行时发动机转子系统动力学统一模型 被引量：27
17
作者 祝长生 陈拥军 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期371-377,共7页
利用Lagrange方程建立了飞机在任意空间机动飞行时发动机安装在飞机上任意位置条件下不平衡多盘、多质量和多轴承线性及非线性柔性转子系统动力学的统一模型,讨论了飞机的空间机动飞行对发动机转子系统动力特性的影响.结果表明飞机的空... 利用Lagrange方程建立了飞机在任意空间机动飞行时发动机安装在飞机上任意位置条件下不平衡多盘、多质量和多轴承线性及非线性柔性转子系统动力学的统一模型,讨论了飞机的空间机动飞行对发动机转子系统动力特性的影响.结果表明飞机的空间机动飞行不仅在发动机的转子系统上产生了非周期性的附加外激励力,而且还会产生附加的阻尼和刚度效应,这些效应不仅会影响转子系统运动轨道的大小而且会使转子系统运动轨道的中心发生偏移,从而可能使发动机转子与定子之间发生局部的碰磨.因此,在分析航空发动机转子系统的动力特性时,必须考虑飞机机动飞行因素对转子系统动力特性的影响. 展开更多
关键词 建模 转子动力学 机动飞行 转子 基础运动
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开关磁阻电机转子动力学建模与分析 被引量：21
18
作者 刘闯 朱旭勇 卿湘文 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期83-89,共7页
开关磁阻电机的转子轴系是一个涉及电磁、机械高度耦合的非线性系统,因此转子动力学性能是高速开关磁阻电机设计必须关注的问题。该文计算了开关磁阻电机偏心转子在各种电流和偏心度下的不平衡磁拉力,并在该基础上根据了开关磁阻电机不... 开关磁阻电机的转子轴系是一个涉及电磁、机械高度耦合的非线性系统,因此转子动力学性能是高速开关磁阻电机设计必须关注的问题。该文计算了开关磁阻电机偏心转子在各种电流和偏心度下的不平衡磁拉力,并在该基础上根据了开关磁阻电机不平衡磁拉力所特有的脉冲性,建立了开关磁阻电机转子动力学模型,通过仿真分析了转子转速、支承结构和转子轴结构对临界转速的影响,得出转子中心运动轨迹。通过转子的不平衡响应分析,得出了电磁力对转子偏心有增大的趋势。仿真结果为高速开关磁阻电机的设计提供参考依据。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 转子动力学 电磁力 不平衡力
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基于流场数值模拟的多级泵转子动力学分析 被引量：26
19
作者 孔繁余 王婷 张洪利 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第5期516-521,共6页
根据多级泵零件二维图,应用Pro/E软件对转子系统主要部件进行实体建模,采用FLUENT软件对多级泵内部流场进行数值模拟,分析了轴向力及径向力随不同工况的变化情况,基于AN-SYS软件对转子系统施加静力载荷,进行静力学、谐响应和瞬态动力学... 根据多级泵零件二维图,应用Pro/E软件对转子系统主要部件进行实体建模,采用FLUENT软件对多级泵内部流场进行数值模拟,分析了轴向力及径向力随不同工况的变化情况,基于AN-SYS软件对转子系统施加静力载荷,进行静力学、谐响应和瞬态动力学等分析.结果表明:转子系统在第1阶临界转速下的安全区运行,转子系统的振幅与转速变化呈非线性关系;在突加激励力的开始阶段各节点出现较大的振幅,随后振幅逐渐减小并趋于稳定;左侧轴承的振动幅值比右侧轴承的振动幅值大了1个数量级;首级叶轮的振动幅值比次级叶轮的振动幅值稍大;在位移振动曲线中,出现了明显的"拍振"现象,节点振动趋于稳定后,振幅很小,系统的稳定性较好. 展开更多
关键词 转子动力学 数值模拟 静力学 谐响应 瞬态动力学
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航空发动机双转子系统临界转速求解方法 被引量：25
20
作者 张大义 刘烨辉 +2 位作者 梁智超 马艳红 洪杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期292-298,共7页
针对航空发动机转子动力学设计需求,将有限元法与振型筛选法相结合,提出适于工程应用的临界转速求解方法,结合算例详细论述了完全法和缩减法的求解过程。研究结果表明:两种求解方法的结果完全一致,而缩减法求解过程迭代次数少,更为方便... 针对航空发动机转子动力学设计需求,将有限元法与振型筛选法相结合,提出适于工程应用的临界转速求解方法,结合算例详细论述了完全法和缩减法的求解过程。研究结果表明:两种求解方法的结果完全一致,而缩减法求解过程迭代次数少,更为方便;某双转子系统,顺转时存在5阶临界转速,而反转时在相同的转速范围内将增加n=3,n=4和n=5的反进动临界转速,临界转速的密集性导致反转转子的动力学设计更为复杂。 展开更多
关键词 转子动力学 双转子系统 临界转速 反转 振型筛选
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