基于ANSYS Workbench的飞轮转子临界转速计算分析

以电磁轴承支撑的飞轮转子为研究对象,建立飞轮转子的有限元模型,基于ANSYS Workbench软件对转子系统临界转速进行求解。分析了阻尼和支撑刚度对飞轮转子系统前三阶临界转速的影响。结果表明,阻尼对飞轮转子临界转速没有影响,支撑刚度使临界转速增加,并计算出最佳的支撑刚度调整范围。     

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。     

基于ANSYS的鼓风机电动机永磁轴承-转子系统动力学分析

为探讨某功率250 kW、工作转速16 050 r/min的永磁悬浮鼓风机电动机的安全性,基于转子动力学理论建立鼓风机电动机用永磁轴承-转子系统运动微分方程,同时介绍了轴承-转子系统刚度计算需要考虑的各滚动轴承的综合刚度及永磁轴承刚度的计算方法。并基于ANSYS中的Block Lanczos法对转子系统的固有频率及振型进行分析,结果表明:系统正常工作转速小于0. 7倍的1阶临界转速,满足要求。试验验证表明,该永磁悬浮鼓风机可正常运行。     

连续式风洞电机-联轴器-压缩机转子轴系横向振动分析

以某型连续式风洞的动力系统轴系为研究对象,建立了电机转子-联轴器-压缩机转子轴系的动力学模型,同时考虑到轴承动刚度、动阻尼、支撑刚度以及电机磁拉力等因素,使用DYNAMICS软件得到轴系的临界转速和振型等计算结果,并和实验数据进行对比,二者偏差范围小于±5%,轴系的理论不平衡响应也和实验数据有较好的吻合。研究表明,本文采用的建模方法正确,计算精度较高,满足工程实际需要。本文的研究阐明了电机柔性转子的临界转速分叉现象,揭示了电机转子和压缩机转子之间的振动耦合特性,对于机组的运行维护具有指导意义。     

液下硫磺泵的转子动力学分析

为减少长轴液下硫磺泵转子系统的振动,基于转子动力学对液下硫磺泵进行研究,以转子体、轴承、轴承座以及联轴器构成转子系统,运用ANSYS模拟转子系统的临界转速、转子不平衡引起的同步振动响应。结果表明:转子系统在第一阶临界转速下运行,为刚性转子;在前四阶临界转速下,轴承处的变形都较小;在加载了不平衡量的谐响应分析中,轴承与叶轮都在前四阶固有频率下产生共振现象,两叶轮振幅接近,各轴承最大振幅也远小于标准要求。液下泵转子系统的动力学研究对预防转子破坏引起的故障具有重要意义。     

电磁轴承支承的透平膨胀机转子系统模态分析

针对电磁轴承支承的高速透平膨胀机转子系统,利用ANSYS软件建立详细的三维实体模型,并采用适当方法生成合理的有限元模型,对电磁轴承在转子系统中的模拟和作用进行探索.使用一组实测的控制器参数,结合电磁轴承系统的实际结构和刚度阻尼的计算方法,计算电磁轴承的刚度阻尼系数.并以此为输入参数,经ANSYS模态分析得到该转子系统的前8阶临界转速和模态振型.其中前6阶临界转速远低于系统工作转速,对应为系统的扭转、轴向平动或刚体摆动振动模态;后2阶临界转速接近系统工作转速,对应一阶弯曲振动模态.计算结果表明,系统在现有结构及参数条件下不能按预定的工作转速稳定运转,需要改进设计.由计算结果分析知道,轴向电磁轴承对转子系统动力特性有一定影响,某些情况下不能忽视.理论计算结果与试验情况基本吻合,可为该转子系统设计提供理论依据.此研究思路与方法可作为同类系统动力特性研究的一种参考.     

600MW汽轮机组转子-轴承系统的模态分析及特性研究

针对600MW汽轮发电机组转子-轴承系统,建立了系统运动方程和转子模型,采用有限元分析软件ANSYS进行模态分析,计算汽轮机转子轴承系统的固有频率和临界转速,从而避免工作转速接近临界转速产生共振现象。最后通过临界转速和振型图分析了转子的特性。     

柔性支撑转子支撑刚度对临界转速的影响分析

旋转机械的工作转速在其临界转速分布范围内会产生剧烈振动,严重时会使系统遭到破坏,因此研究临界转速的影响因素至关重要。建立柔性支撑的储能飞轮转子有限元模型,基于ANSYS Workbench分析软件对不同支撑刚度条件下转子的临界转速进行计算和分析。通过计算结果分析支撑刚度对转子的前三阶临界转速的影响,为使系统的临界转速偏离工作转速提供设计和调整依据。     

双转子动力学研究

构建了带轴间轴承的双转子系统动力学模型,研究了不同内外转子转速对双转子系统临界转速的影响.研究工作分为数值仿真与实验验证部分,首先通过数值仿真表明不同内外转子转速对耦合双转子系统的临界转速具有重要影响,然后在实验器上验证了仿真结果的正确性.     

储能飞轮转子支撑结构对临界转速影响的分析

针对转子在转动过程中由于转速达到临界转速分布范围而产生剧烈振动的现象,分析了储能飞轮转子支撑结构对临界转速的影响。建立转子系统的数学模型,基于ANSYS Workbench有限元软件对转子的三种支撑结构进行模态分析,并对比三种支撑结构下临界转速的分布情况及临界转速对应的振型。分析结果表明,采用电磁轴承处于轴系两端的支撑结构,转子临界转速分布和振动情况变化合理,为后续大容量飞轮储能系统的设计提供了技术参考。     

双盘转子系统各参数对转子瞬态响应影响的研究

为了研究双盘转子系统各参数对转子瞬态响应的影响,笔者运用传递矩阵法建立了双盘转子系统的运动微分方程,利用Simulink动态仿真系统对双盘转子进行了数值仿真,着重分析了不平衡量、加速度、支承刚度、阻尼、支承位置等参数对转子瞬态响应的影响。分析结果表明:不平衡量与振幅呈线性关系,不平衡量增大,振幅增大;加速过程中加速度增大,振幅减小,临界转速增大;减速过程中加速度增大,振幅减小,临界转速减小。分析结果对于研究航空发动机转子的瞬态动平衡方法、转子结构的合理设计、发动机工作过程加速、减速要求都有着理论指导意义。     

垂直轴磁悬浮风力机辅助支撑系统转子临界转速研究

基于转子动力学理论,建立垂直轴磁悬浮风力机辅助支撑系统的动力学模型。应用ANSYS Workbench有限元分析软件建立垂直轴磁悬浮风力机辅助支撑系统的轴承-转子-磁力盘有限元模型。应用模态分析的方法,研究了辅助轴承的安装位置对垂直轴辅助支撑系统转子临界转速的影响。给出了辅助轴承的位置与垂直轴辅助支撑系统转子临界转速的变化规律。为研究垂直轴磁悬浮辅助支撑系统的结构设计以及安装维护提供了理论依据。     

采用箔片轴承的高速透平转子动力学分析

为研究采用箔片轴承的转子轴承系统的动力学特性,以高速透平膨胀机的轴承转子系统作为研究对象,建立有限元转子动力学模型,得到转子系统对应的临界转速大小,并计算轴承支撑刚度对转子系统临界转速的影响,揭示高速透平膨胀机转子涡动频率随转速的变化规律,获得轴承刚度、阻尼特性对轴承稳定性的影响。同时,为了更加准确地描述转子的运动状态,对转子系统进行时域分析,得到转子轴心轨迹和相应的频谱分析,并将时域分析结果与实验测试结果相对比,发现两者吻合良好。数值计算结果表明:箔片轴承的良好的刚度、阻尼特性使高速透平转子系统具有较宽的工作转速和更好的稳定性;对于转子系统的时域分析可以更加直观准确地描述转子的运动状态。     

基于转子动力的机械密封失效分析及试验验证

根据转子动力学及机械密封动态特性基本原理,考虑机械密封摩擦副的支撑刚度和阻尼,可以把摩擦副等效为柔性轴承,并将轴套和半分环看作一个整体;将主轴—半分环—轴套—机械密封简化为单盘转子系统.通过Ansys Workbench软件计算系统的临界转速及不平衡响应,并通过机械密封试验台进行验证.验证结果表明,半分环—轴套结构在共...     

可控挤压油膜阻尼器振动特性实验研究

提出一种新型可控挤压油膜阻尼器(简称CSFD),并实验研究该CSFD支撑的轴承-转子系统的振动特性。利用数值方法计算得到了转子系统的临界转速和振型图;搭建柔性转子振动试验台,在不同转速和不同的供油压力下,对轴颈处位移信号进行测试和分析研究。实验结果表明:与普通圆瓦轴承相比,CSFD轴承对转子的振动起到良好的抑制作用;无论是在低速还是高速情况下,CSFD轴承的供油压力越大,转子的振幅越小,特别是在临界转速下减振效果显著。通过Hilbert-Huang变换对升速位移信号进行分析,发现随着供油压力的增加,竖直方向上在临界转速时的能量发散现象严重,出现较多高频成分。     

航空发动机双转子试验台临界转速匹配优化

转子系统的临界转速是航空发动机设计过程中的重要参数,为了更准确的研究航空发动机的动力学特性,针对双转子试验台和航空发动机临界转速不匹配问题,依据某型号航空发动机的结构特点,建立了双转子-轴承-机匣耦合系统的简化模型,基于有限元方法求解了模型的临界转速,运用变换哈墨斯利算法对模型的临界转速进行了优化,提出了双转子试验台和航空发动机临界转速匹配性优化方法.结果 表明:双转子试验台的临界转速和航空发动机的临界转速误差在5％以内,研究方法对双转子试验台初始结构设计方案筛选具有指导意义,可有效缩短双转子试验台的设计周期.     

超高转速齿轮箱轴承-转子系统性能分析及优化设计研究

以可倾瓦轴承-转子系统为基础,仿真计算分析了轴承跨距、轴径及轴承相关参数对轴承-转子系统临界转速的影响,为高速齿轮箱轴承-转子的优化设计提供依据.研究表明,跨距的影响与转速关系密切;轴径超过54 mm后,影响可忽略;间隙比、支点偏移及预负荷系数对1阶、2阶临界转速的影响趋势基本相同,关系曲线分别为线性、对数和指数形式.根据分析结果,设计了60000 r/min齿轮箱,轴承-转子系统通过空载试验,齿轮箱整体性能满足要求.     

基于ANSYS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究

针对一个实际应用的磁悬浮支承柔性转子系统,进行多组参数条件下的有限元模态分析,分别得到系统的前8阶临界转速与模态振型。将有限元计算结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的正确性。通过对该磁悬浮转子系统的有限元分析表明:"轴承主导型"的低阶临界转速及振动模态是由轴承控制器各控制通道决定的;而"转子主导型"的高阶临界转速及振动模态符合传统的轴承转子系统动力学特性普遍规律。     

基于ANSYS的转子间耦合对系统动力特性影响研究

在构建了带轴间轴承的双转子系统有限元模型基础上,利用ANASYS计算软件对双转子系统建立仿真实体模型.通过对模型进行模态分析、谐响应分析,研究了带轴间轴承双转子系统的固有频率与临界转速.结果显示,模型计算与实验数据拟合较好验证了模型计算的正确和有致性.