转子动力学基础知识与DyRoBeS简介

XECATURBO势加透博本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.转子动力学基础知识与DyRoBeS简介势加透博（北京）科技有限公司宾光富博士联系电话：[phone]本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.转子动力学基本知识DyRoBeS-Rotor软件例题分析目录本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.第一部分转子动力学基本知识1.1转子-轴承-基础1.2转子动力学基础1.3转子振动方式1.4转子振动分析1.5转子-轴承-基础系统模型本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.1转子-轴承-基础对于任何旋转机械，主要着眼于机器的结构尺寸、功能、转速等，不论是大型旋转机械还是微型旋转机械，其建模和分析方法类似。任何旋转机械包含三部分：转子，轴承及其支撑部件。本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.具体结构物理模型数学模型模型的解1.1转子-轴承-基础本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.●研究对象：旋转机械转子及其相关部件、结构的动力学特性。●研究内容：动态振动、响应、疲劳、强度、可靠性、稳定性、状态监测以及故障诊断和控制。●研究范围：转子系统动力学建模及其分析计算方法；转子系统临界转速的求解；振型与不平衡响应；转子系统稳定性分析；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子的平衡技术；转子系统的故障机理及动态特性；故障的监测方法及诊断技术；密封动力学；非线性的振动、分叉与混沌；转子系统的动态响应测试和分析技术；系统电磁激励和机电藕联振动；系统振动和稳定性控制技术。1.2转子动力学基础本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.2转子动力学基础正进动：涡动方向Ω与转子旋转方向ω相同的涡动。反进动：涡动方向Ω与转子旋转方向ω相反的涡动。涡动概念：转轴中心围绕轴承中心所做的转动。转子的涡动(横向弯曲振动)本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.假设有一恒定Ω，由牛顿运动定律可求出质心的运动方程：1.2转子动力学基础本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.2转子动力学基础转子-轴承模型Flexible,MasslessShaftUnbalancedDiskFlexibleBearingsm,eKsKbx,KbyCbx,CbyGeneralizedLaval-JeffcottrotorRigidBearingsTheLaval-Jeffcottrotor本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.引起机组振动故障的常见原因1.2转子动力学基础支撑动刚度激振力结构刚度共振连接刚度转子不平衡轴系连接同心度和平直度不均衡电磁力轴瓦振动轴振动普通强迫振动自激振动轴瓦自激参数振动汽流激振本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.3转子振动方式转子的振动方式：LateralVibration：横向振动TorsionalVibration：扭转振动AxialVibration：轴向振动本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.3.1LateralVibration高速旋转机械中，转子横向振动占主导。它会引起轴涡动，产生故障，甚至会引起转子（叶片）与定子（外壳）碰磨，产生严重的机械故障。LateralVibration1.ModelSummary2.StaticDeflection&BearingLoads3.CriticalSpeedAnalysis4.CriticalSpeedMap5.WhirlSpeed&StabilityAnalysis6.SteadyStateSynchronousResponse-LinearSystem7.SteadySynchronousResponse-NonLinearSystem8.TimeTransientAnalysis9.SteadyStateHarmonicExcitationResponse10.SteadyManeuverLoadAnalysis本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.3.2TorsionalVibration扭转振动，旋转振动模态阻尼很小，模态阻尼比一般取0.01-0.1。在高速旋转机械中，一般很难检测。TorsionalVibration1.ModelSummary2.NaturalFrequenciesandModes3.SteadyStateForcedResponse4.TransientResponsebyTimeDependentExcitations5.StartupTransientAnalysis(SpeedDependentExcitations)本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.3.3AxialVibration轴向振动，引起轴向窜动，尤其在齿轮啮合中。一般机械使用止推轴承来消除轴向窜动。1.ModelSummary2.NaturalFrequenciesandModes3.SteadyStateForcedResponseAxialVibration本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.4转子振动分析UnstretchedPositionStaticEquilibriumPositionStaticEquilibriumPositionUndeformedPositionf(t)f(t)mgmgkkccmmzzxx单自由度振动：DiskKsM,eKbx,KbyCbx,Cby本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.()mzczkzmgft++=+&&&,zxkmg=+∆∆=Z=undeformedposition(bearinggeometrycenter)x=staticequilibriumposition()())(hpxttxxt=+()mxcxkxft++=&&&振动方程：1.4转子振动分析本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.xxCxxKyyCyyKxyCxyKyxCyxKxxxyyxyyCCCCxxxyyxyyKKKKxxyy+轴承简化模型：1.4转子振动分析本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialcontainedhereinisproprietaryandconfidential.©2014XecaTurbo.Allrightsreserved.1.4.1自由振动00(0),(0)xxxx==&&0mxxckx++=&&&2,1ndnkmωωωξ==−22,21ncmπξξδωξ==−本文档版权归势加透博（北京）科技有限公司享有并保留一切权利，所有内容均为保密信息，未经书面许可不得公开或用于任何商业目的。Thematerialco