利用ANSYS和坎贝尔图对燃气轮机压气机转子模态及临界转速的分析计算

建立了某型燃气轮机低压压气机转子的几何模型,使用可计算陀螺效应的体单元建立了转子的有限元模型.利用数值仿真软件求解转子的前8阶模态,并基于其高速旋转结构模态分析功能画出了特征频率随转速的变化曲线即坎贝尔图.计算得到了一阶临界转速,并就支承刚度对其影响进行了研究.计算结果表明:转子的设计具有良好的结构刚度;设计中需要对压气机转子第4级轮盘附近转鼓的强度给予一定的重视;转子系统临界转速安全系数合理;支承刚度的改变对临界转速的影响处于非敏感区,有利于转子的稳定运行.     

粘弹性支承柔性转子的动力学分析

运用有限元方法,对一端带粘弹性支承、另一端弹性支承的柔性转子进行动力学分析。基于Timoshenko梁单元模型建立系统的有限元模型和运动方程,以考虑转子的柔性和轮盘的陀螺效应。对系统进行自由振动和受迫振动分析,计算转子在不同支承条件下的临界转速与不平衡响应等,探究粘弹性支承的弹性刚度、损耗因子对系统动力学特性的影响。结果表明,粘弹性支承的弹性刚度能显著影响系统的临界转速和不平衡响应。较大的损耗因子能降低不平衡响应,但降低的程度会受到弹性刚度的影响。     

陀螺效应对碟式分离机立轴系统动态特性的影响分析

从理论上分析了转子转动状态下产生的陀螺力矩对碟式分离机立轴系统动态特性的影响。并通过建立有效的分离机立轴系统计算模型，采用有限元方法计算分析了转鼓陀螺效应对其临界转速及相应振型的影响。计算结果表明，陀螺力对分离机立轴系统振动特性的影响是不能忽略的。     

支承动刚度对某涡轴发动机燃气发生器转子临界转速影响分析

本文针对支承动刚度对某涡轴发动机燃气发生器转子临界转速的影响进行了研究。采用实体单元建立了某涡轴发动机燃气发生器转子支承系统的有限元分析模型,运用ANSYS软件对支承系统的静刚度和动刚度进行了计算,随后计算了燃气发生器转子在静刚度和动刚度条件下的临界转速,并对临界转速进行了对比分析。研究表明:支承动刚度使转子的各阶临界转速均有不同程度的下降。因此,在使用静刚度进行转子系统临界转速设计时应再预留一定的裕度。     

轴流压缩机转子动力学特性研究

转子广泛应用于压缩机、航空发动机、汽轮发电机等旋转机械中。转子系统的临界转速和稳定性往往影响着机组是否安全运行。支承系统的刚度是影响转子动力学特性的重要因素。通过在有限元软件中建立某轴流压缩机壳体的三维有限元模型,计算得到其静刚度和动刚度,并与油膜刚度相结合,系统的研究了不同支承刚度条件下,转子系统的临界转速。在考虑等效支承刚度的基础上,根据API标准,计算转子的预期交叉耦合刚度,进而分析了该转子系统的稳定性。临界转速计算结果表明,考虑壳体刚度会降低转子系统的临界转速;稳定性计算结果表明,转子系统的稳定性符合API标准对稳定性裕度的要求。     

转子-轴承系统临界转速的有限元仿真分析

基于ANSYS有限元分析软件,建立了转子-轴承系统有限元线性模型,并考虑了转子的陀螺效应,通过多次模态求解,得到转子系统的Campbell（坎贝尔）图,进而得到转子系统的临界转速;探讨了转子临界转速与轴承支承刚度、转盘质量、转轴直径及转轴长度的变化规律;为转子一轴承系统的优化设计与检测提供了数据参考。     

上悬式离心机转鼓的动态性能分析与优化

为了解决上悬式离心机运行中跨越临界转速出现共振、冲击等问题,文中运用有限元分析法对上悬式离心机转鼓进行了动态分析,探讨了转鼓各个结构参数对动态性能的影响关系,并以此为基础对转鼓系统动态性能进行了优化,分析获得了转鼓各结构对动态性能的影响程度.优化后转鼓临界转速避开了工作转速,分离性能提高了16%.所得转鼓各参数对动态性能的影响关系,为转鼓系统的进一步改进奠定基础.     

虹吸刮刀离心机转子系统的临界转速分析计算

以GKH1800-N虹吸刮刀离心机转子系统为研究对象,针对转子系统临界转速的计算问题,建立了转子系统的有限元模型,计算了在旋转预应力及陀螺效应下转子系统的固有频率,通过绘制Campbell图得出了转子系统的临界转速。且机器正常的工作转速低于临界转速,不会引起系统的共振,为后续转子系统结构的优化设计奠定了基础。     

高炉煤气余压透平膨胀机转子动力特性

针对TRT转子振动过高及机组运行效率低等问题,开展TRT转子动力特性的研究。采用三维软件UG进行了转子的几何建模,导入Ansys Workbench中建立了有限元分析模型,对转子动力特性-模态、临界转速和稳态不平衡响应进行了计算与分析,在此基础上用有限元模型分析了不同支承刚度和不同支承位置对转子动力特性的影响规律,并在高速转子试验台上进行了试验。研究表明,计算与试验结果相差3%以内,有限元分析结果能真实反映出转子的动力特性。支承刚度与支承位置均对转子的第1、2阶临界转速有明显影响。不平衡响应中1阶最敏感的为二级叶片位置,2阶最敏感的为头部(联轴器)位置。为其他同类型转子的动力特性计算与分析提供了参考。     

基于ANSYS的大型屏蔽电机泵转子系统建模及动力学分析

基于ANSYS建立了大型屏蔽电机泵转子系统的有限元模型,通过模态分析和谐响应分析研究了陀螺效应对转子系统临界转速和质量不平衡响应的影响。分析结果表明:陀螺效应对临界转速计算结果影响较大,转子动力学分析时应考虑陀螺效应;考虑陀螺效应后,转子系统临界转速大于设计临界转速;各测点质量不平衡响应一次共振峰值小于横向振动设计限制;叶轮中心和上、下飞轮中心振幅远大于其它位置振幅,为易振动部位,实际运行中应重点选择这些位置进行振动监控。     

WXX-200型旋转旋流离心机振动分析

在建立旋转旋流离心机振动模型基础上,导出了旋转旋流离心机的临界转速的计算公式,并对WXX-200型旋转旋流离心机的临界转速进行了分析计算,找出了临界精速与转鼓的壁厚间的变化规律,该文对该型离心机的隔振设计及使用具有一定的实际意义。     

支承系统的刚度对转子动力特性的影响

转子的动力特性受到很多因素的影响,其中,支承系统的刚度是一个重要因素。通过在有限元分析软件ANSYS中建立某小型燃气轮机支承系统的三维有限元模型,分析了其静刚度和动刚度。以该燃气轮机的压气机转子为例,文中考察了支承系统的刚度对其临界转速和稳态不平衡响应的影响。计算结果表明,与仅考虑轴承的支承刚度相比,同时考虑支承系统刚度的情况下,压气机转子的第一阶临界转速下降了约54%,其第一级叶轮的稳态不平衡位移响应的峰值下降了56.9%。     

支承动刚度对转子系统临界转速的影响及试验验证

支承动刚度对转子系统的临界转速等固有特性影响很大,但其影响规律及程度研究尚不深入,研究动刚度对临界转速的影响规律,提出用动刚度影响判断指数表征动刚度影响程度。首先,建立了考虑支承动刚度的转子系统动力学模型。然后,分析了支承动刚度对临界转速的影响及其不同参数对应的影响规律。结果表明,支承动刚度可导致临界转速降低并出现新的共振峰,且动刚度对临界转速的影响程度与初始支承刚度呈正相关,与转轴长度、转盘质量呈负相关。最后,提出了动刚度影响判断指数可用于动刚度影响程度定量表征,通过数值算例与试验研究对所提动刚度影响判断指数进行验证,数值与试验研究均验证了动刚度影响判断指数的有效性。     

磁力轴承支承刚性转子的临界转速计算

针对磁力轴承支承转子的结构特点提出了一种用于分析该类转子的简化处理方法,并使用Samcef Rotor有限元软件建立了某刚性转子的轴对称模型,计算得到了转子的临界转速及振型。研究了该转子的临界转速与磁力轴承支承刚度的关系。计算结果及相关结论将为磁力轴承和传感器的布置以及控制系统的设计提供重要依据。     

柔性支承下的大型离心压缩机转子振动特性

支承刚度对转子系统的动力学特性具有重要影响。针对大型离心压缩机转子在高速平衡条件下和实际运行工况下的支承刚度差异导致的振动问题开展研究。由于高速动平衡机的摆架刚度较低,使得一些大型离心压缩机的轴承油膜刚度与支承刚度几乎相当,导致2阶弯曲临界转速大幅降低,从而使得转子振动超标,高速动平衡难以满足标准要求。结合实际案例分别进行不考虑支承刚度及带有动平衡机摆架刚度的转子动力学分析,并对轴承瓦块、轴承座、机壳、底座进行有限元分析,获得压缩机转子的基础刚度。结果表明,考虑支承刚度的转子2阶临界转速出现了11.1%～18.3%的下降,1阶临界仅下降3.6%～7.3%,与高速动平衡试验结果吻合较好,实际支承刚度因大于轴承刚度3.5倍,机械运转试验显示1阶临界、2阶临界转速未有实质性下降,且振动满足API617标准要求,与不考虑支承刚度的转子动力学分析结果基本一致。     

计及陀螺效应的高速齿轮轴系涡动现象及临界转速分析

高速齿轮轴系由于不平衡量等因素受陀螺效应会产生较大弯矩存在潜在共振危险,计及转轴及齿轮轮体陀螺效应,分别采用梁单元法和有限元法建立某型共轴高速直升机传动系统高速输入轴系模型,系统研究高速齿轮轴系不同振型的涡动现象,结合临界转速坎贝尔图,对比自由与约束模态和约束模态下不同轴承刚度对临界转速数值影响。结果表明：高速齿轮轴系扭转和伸缩振型在自由及约束模态均不会产生涡动,弯曲、节径等横向振型产生明显涡动现象,且在约束模态下涡动现象减弱;临界转速数值随约束模态轴承刚度增加呈增大趋势。在高速齿轮轴系临界转速准确计算中,轴承刚度及陀螺效应影响不可忽视。     

典型直升机尾传动轴系动力学建模与临界转速计算方法

临界转速计算与分析是直升机尾传动轴系动力学设计的重要内容。分析了工程条件下影响尾传动轴系临界转速的主要因素,包括轴的尺寸及选材、轴承的弹性效应和联轴节刚度等。针对以上主要因素对某型直升机尾传动轴系进行有限元建模、计算和分析尾传动轴系的临界转速,并将计算结果与工程算法及试验结果进行比较,结果表明上述工程算法和有限元模型简化方法正确、可信。     

弹性支承转子临界转速分析

论述了六弹簧支承的转子系统在刚度Ｋ＝３ｋ时,在临界转速计算中的误差及原因,得出了控实测Ｋ计算临界转速与实测临界转速较为一致的结果。此外,认为弹性系数计算时还应考虑侧向刚度的影响以及临界转速计算时还应考虑阻尼对其有修正,并给出了修正公式。     

支承刚度对汽轮机转子动力学特性的影响分析

从多体系动力学理论及有限元理论出发,研究了C50-8.83/0.98型汽轮机转子虚拟样机构建的原理,分析了支承刚度对转子临界转速的影响,并以支承刚度变化时的工况为条件,分析了转子-叶片蒸汽弯应力的变化情况,从而总结出支承刚度对转子动力学特性的影响规律.     

反向旋转双转子系统动力特性分析

反向旋转的双转子系统已被相当一部分航空发动机采用,以利于减小高、低压转子陀螺力矩的影响,降低机匣负荷,提高飞机机动性能。本文分析了一种中介联接方式较特殊的反向旋转双转子结构,即其中介轴承外圈与低压转子联接,内圈与高压转子联接。针对这种结构,本文应用传递矩阵法,结合边界条件,提出了一种较为简便的改进方法,分析了反向旋转双转子结构前3阶临界转速特性和振型特点,研究了支承刚度对结构的前3阶临界转速的影响。此外,本文对不同支承刚度下双转子结构的1阶临界转速进行了试验研究,并与计算值进行了对比,吻合较好。