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高速旋转机械转子动力特性研究

刘延峰  
【摘要】: 随着电力、航空、机械、石化等工业的飞速发展,各种旋转机械的功率也越来越大、转速越来越高,工作转速甚至达到了三、四阶临界转速以上,这对转子动力学的研究和分析提出了更高的要求。因此,在工程实践中如何根据实际的转子结构特点,更为合理的分析转子模型、精确的求解临界转速,使旋转机械能够提高效率、保证安全、减少故障和延长寿命,具有重要意义。 本文针对旋转机械的特点,在对现有的集总参数和分布质量数学模型分析研究的基础上,结合转子动力学数学模型建立的相关原则,对转子-轴承系统进行了合理简化,建立了多支承、多圆盘转子-轴承系统的更符合实际、计算速度更快的混合模型,这种混合模型综合考虑了陀螺力矩、支承弹性、附加臂长等影响临界转速的因素,并采用改进Riccati传递矩阵法对混合模型转子-轴承系统临界转速进行计算。 在理论研究的基础上,进行了需求分析,设计了科学合理的算法,基于VB平台,编制了界面友好、操作简单、拓展性强的通用的转子-轴承系统临界转速计算程序。程序采用模块化设计,使功能模块既独立又相互联系,方便后续升级和衔接,并用有理论解和试验解的算例对程序的正确性和可靠性进行验证。 结果表明,用混合模型对转子-轴承系统进行简化,并结合改进的Riccati传递矩阵法对临界转速进行计算,提高了计算结果的精度;编制的通用转子计算软件结果精确,完全能够满足工程应用,对机器的整体设计和安全可靠性分析有重要的参考价值。


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