基于传递矩阵法的碳纤维复合材料传动轴模态分析

以某汽车传动轴为参考对象设计出碳纤维复合材料(CFRP)传动轴铺层方案,采用传递矩阵法(TMM),把CFRP传动轴离散为若干个盘轴单元,建立集中质量圆盘左右截面的点传递矩阵,建立轴段的场传递矩阵,进而构建整根轴的传递矩阵。根据传动轴两端自由的边界条件,推导出其转子频率方程,利用MATLAB编程求解出CFRP传动轴的一阶临界转速及其对应的振型,并与传统的经验公式及有限元仿真软件Abaqus计算出的结果作比较。结果表明,对于传动轴一阶弯曲固有频率,传递矩阵法相比于有限元仿真计算误差为1.6%,一阶振型的最大偏差为0.015。表明传递矩阵法能较精确的计算CFRP传动轴的固有频率以及对应的模态振型。     

多轮盘转子系统临界转速的计算方法分析

为了保障多轮盘转子系统的稳定性,针对多轮盘转子临界转速的确定问题,分别采用了邓柯莱法,传递矩阵法和基于ANSYS的有限元法进行求解,并对所得结果进行了分析和比较。结果表明三种方法的适用范围不同,其中基于ANSYS的限元法对转子系统的临界转速的求解准确度高,计算简便,为工程上其它转子系统的临界转速的求解提供了可靠的依据。     

转子系统临界转速和振型的ANSYS分析

以某四圆盘转子系统为例,较为系统的讨论了转子临界转速和振型的ANSYS分析方法,分别用传递矩阵法和ANSYS软件分析计算其临界转速和振型,两者的结果基本一致,说明本文建立的四圆盘转子系统的ANSYS分析模型及其分析方法是正确的。与转子系统动态特性分析的传递矩阵法相比较,转子系统的临界转速和振型的ANSYS分析省去了大量编写程序的工作,提高了分析效率。     

多转子系统弯扭耦合振动分析的整体传递矩阵法

介绍了多转子系统弯扭耦合振动分析的整体传递矩阵法,推导了考虑弯扭耦合的齿轮耦合单元的传递矩阵,将整体传递矩阵法推广、应用于包含齿轮啮合效应的齿轮传动转子多轴系统弯扭耦合振动的动力计算问题中。采用整体传递矩阵法对具有齿轮啮合的多转子相互耦合系统的临界转速进行了计算。计算结果表明,这是一种精确度高,简便实用的方法,适于工程技术人员在微机上应用。     

各向异性支承的分布质量转子系统的稳定性分析

某燃气轮机高压涡轮是一个带有24个轮盘的分布质量转子系统,具有不对称的支承特征.文中首先采用集中质量和无质量弹性轴段进行建模,根据设计要求引入两个各向异性弹性支承,构建具有25个轴段的集总质量转子系统动力学模型.给出了用Riccati传递矩阵法计算该转子系统复频率的算法,计算得到各阶临界转速.利用对数减幅率判据对转子系统的稳定性进行判定,讨论了转速等因素对各阶模态下转子系统稳定性的影响.所得结果为该复杂转子系统的动力学设计提供了依据.     

温度对小型涡轮泵转子临界转速影响研究

为研究小型燃气涡轮转子工作期间转子轴向温差对转子的动力学特性的影响。利用workbench对转子进行瞬态热仿真,分析转子在工作期间的温度分布规律,并将温度分析结果施加至转子模型上,通过采用传递矩阵法,对温度场作用下涡轮转子的临界转速进行分析计算,结果表明,临界转速随温度的升高降低。轮盘的温度升高会引起第三阶临界转速下降,对一二阶影响很小;轴段的温升对前三阶临界转速都有降低的效应。     

用有限元半解析法计算复杂转子的临界转速问题

计算转子的临界转速问题是设计大型回转机器的重要问题。现在都习惯于采用 Prohl 法(或传递矩阵法)进行电算。当采用此法时,需要将转子离散为有限个轴段,对每个轴段看成一根没有质量的等直梁,而把质量集中在轴段的两端。各轴段的弯曲刚度 EI 是按照梁的理论进行计算的。但是在有的转子上分布有很多园盘,园盘对轴的刚度有影响,梁的理论     

供油压力对滑动轴承-转子系统临界转速及振型的影响研究

研究了供油压力对液体动压径向滑动轴承-转子系统临界转速及振型的影响.运用有限差分法及相应的边界条件,采用最速下降法对Riccati传递矩阵进行根的搜索,计算得出有无供油压力情况下滑动轴承-转子系统的临界转速及振型,并对计算结果进行分析比较.结果表明:供油压力是分析轴承-转子系统临界转速的一个不可忽略的影响因素.     

轴向柱塞泵-电机组转子系统临界转速及不平衡响应分析

临界转速及不平衡响应分析是采用转子动力学研究转子系统动态特性的基础。以斜盘式轴向柱塞泵-电机组转子系统为研究对象,通过Riccati传递矩阵法、Prohl传递矩阵法和有限元法分别对转子系统进行了临界转速的计算,结果表明电机轴及联轴器的存在降低了轴向柱塞泵-电机组转子系统的临界转速,并证明了Riccati传递矩阵法在计算大型转子系统的优势;此外,通过模拟流量脉动及侧向径向压力引起的转子不平衡状态,得到转子系统的不平衡响应特性,结果可表明,流量脉动及侧向径向压力主要激发了转子系统的二阶固有频率,其不平衡响应最剧烈处位于转子系统两端。     

涡轮分子泵轴系结构的临界转速计算分析

由于涡轮分子泵是高速旋转,所以对于涡轮分子泵轴系结构的临界转速计算就显得格外重要.论述了用传递矩阵法计算涡轮分子泵轴系结构临界转速的方法,同时运用有限元软件Solidworks Simulation来验证传递矩阵法的计算结果.由于所研究的涡轮分子泵最高转速约27 000 rpm,换算为频率为450 Hz,所以后3种模式频率值都远超出了涡轮分子泵的工作范围.传递矩阵法是计算轴系结构临界转速的经典方法之一,而采用有限元软件来计算相对则更加简便、精确.     

轴向柱塞泵主轴及缸体旋转组件临界转速分析

以斜盘式轴向柱塞泵的主轴及缸体旋转组件组成的转子系统为研究对象,分别利用传递矩阵法及ANSYS有限元分析方法得到了其临界转速,即转子发生共振时的转速,通过两者结果的对比,证明了有限元方法的准确性;进而通过有限元分析,得出增加轴承刚度及减小缸体质量可以有效提高轴向柱塞泵转子系统的一阶临界转速的结论。通过研究,提出了轴向柱塞泵转子系统临界转速的计算方法,为进一步研究轴向柱塞泵转子系统的动力学特性奠定基础。     

变频电机转子临界转速有限元计算

采用有限元法对某变频电机转子进行了模态分析,计算得到了转子的临界转速、固有频率和振型.通过临界转速和振型图分析了转子的振动特性.计算结果表明,转子的设计具有良好的结构刚度,转子系统临界转速安全系数合理.最后对比了有限元法和传递矩阵法的临界转速计算结果,证实了有限元法的准确性.     

计算转子临界转速的两种方法及对比分析

针对一多盘转子结构,利用传递矩阵法和ANSYS有限元法分别对其进行了临界转速计算,对比分析了计算结果,得出了各自的适用情况及优缺点。     

Identification of the dynamic parameters of active magnetic bearings based on the transfer matrix model updating method

The stiffness and damping coefficients of Active magnetic bearings (AMBs) have a great impact on the dynamics of a high-speed rotor AMB system, from its bending critical speed to the modes of its vibration and stability. To accurately obtain the stiffness and damping coefficients of AMBs, this study proposes a new identification approach based on the transfer matrix model updating method. By minimizing the error between the unbalance response calculated through the transfer matrix approach and the experimental measurements, the stiffness and damping coefficients are obtained using the simplex optimization algorithm based on the updating method of the model. According to the experimental data, we identify the parameters from 20 Hz to 260 Hz (1200 rpm to 15600 rpm). To verify the identified results, a finite element rotor AMBs model is created, and the theoretical unbalance response is predicted using the identified parameters. The theoretical unbalance responses closely coincide with the experimental measurements, indicating the effectiveness of the proposed method.     

发动机转子-滚动轴承系统的振动性能研究

针对发动机转子 滚动轴承系统建立了有限元模型,将弹性轴段、刚性圆盘和弹性支承的动力方程集结后得到系统振动方程,分析计算了支承刚度对系统固有频率的影响。将转子不平衡惯性力和轴承支反力作为激励,求解了系统的稳定响应,得出了合理设计支承刚度和阻尼,可以改善转子系统的振动特性的结论。通过转子系统模拟实验,对该结论进行了验证。     

基于有限元模型单一开裂纹转子的振动分析与无损估计

基于局部柔度理论和传递矩阵分析,给出一种简化的裂纹转子有限元模型。数值仿真研究了转子的长径比、裂纹位置以及裂纹深度对停机状态单一开裂纹转子的特征频率和振型的影响。提出一种借助裂纹转子前两阶特征频率和一阶振型对转子进行无损估计的新方法,仿真算例验证了该方法的有效性和可行性。     

斜齿轮柔性转子轴承系统非线性动力学分析

考虑齿侧间隙、轴承径向间隙、齿轮不平衡力,使用有限元法建立质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵并组装成整体参数矩阵,建立了适用于斜齿轮柔性转子滚动轴承系统的非线性动力学模型。采用Runge-Kutta法求解,并分析系统的动力学行为。研究了转速、转轴刚度、不平衡力对斜齿轮系统非线性动力学行为的影响规律。结果表明：随着转速的变化,系统将经历周期、拟周期、混沌等多种运动状态;随着转轴刚度的减小,混沌运动的区间减小,振幅大小发生改变;不平衡力增大后,系统混沌区间增大,混沌运动的区间也发生改变。     

梁或轴振动的一种直接解法

用边界元方法给出了梁上任意一点的位移、转角、弯矩和剪力与梁上的支承反力等参数的关系表达式。由此，在任意支承条件下都可直接列出分析振动的方程组而无需进行传递计算，且这种直接方法比传递矩阵法简便，是一种比较有效的算法。     

船用汽轮机转子盘轴耦合振动特性研究

基于小长径比建模理论,建立了盘轴耦合转子的有限元模型,并对采用工程实际的斜切方式和轮盘单元等不同建模方法下船用汽轮机转子的振动特性进行了分析,给出了较为系统的、适用于小长径比、短粗转子等结构的建模方法对转子系统振动特性的影响规律。不同的建模方法会对转子盘轴耦合振动特性计算结果有显著影响。轮盘单元会使得转子轴承系统出现附加的振型,表现为轮盘与转轴的耦合模态振型,轮盘单元建模的计算方法能准确描述盘轴耦合转子的振动特性。研究结果表明,对于厚度较大的轮盘,轮盘对转子耦合振动的影响较小,工程常用的斜切建模会引入附加刚度,引起较大求解误差,且这种误差随着轮盘厚度的减小而逐渐降低。