[发明专利]一种多平行轴系统转子动力学性能计算方法

摘要

本发明涉及多平行轴系统转子动力学性能计算方法，具体计算步骤为：（1）选择分析对象和计算类型，输入轴承—转子系统的参数，完成转子系统的离散化等前处理操作，（2）调用轴承计算程序，计算各轴承的动、静特性参数，根据选定的分析对象和计算类型，组建考虑齿轮啮合的平行轴系的转子动力学方程，（3）调用求解函数计算动力学微分方程的特征值和特征向量，经有量纲化转换为动力学特性结果数据，完成系统稳定性、临界转速和强迫振动响应及振型的计算和分析。本发明在坚实的理论研究基础上开发了能用于工程实际的多平行轴系动力学性能计算分析手段，所计算的转子系统中可包含各类型支撑，较好的实现了轴承计算与转子系统动力学分析的结合。

主权项

一种多平行轴系统转子动力学性能计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1）多平行轴系统动力学分析前处理：①输入转子及轴承的参数：包括轴段参数、附加质量参数、不平衡质量参数、齿轮参数及轴承类型、位置和动特性系数；②按集总参数法，对各个转子进行离散化处理，将连续变截面的转子处理成由一系列无质量、刚度不变的轴段联结一系列质量块组成的多自由度离散系统，离散中各子段的质量按照质心不变的原则分到两端节点上，转动惯量按转动惯量不变原则简化到两边端点上，简化后轴段的等效抗弯刚度与各子段的抗弯刚度关系，按纯弯时两端截面相对转角不变求得；2）动力学方程的建立：①若轴系支撑为滑动轴承，计算各轴承的载荷，计算出滑动轴承的油膜刚度、阻尼系数表，每个轴承的实际工作点根据载荷用插值方法求得，不同转速下的动特性参数包括4个刚度系数和4个阻尼系数也用插值方法求得；②在传递矩阵法的基础上，形成转子系统的弯曲振动方程和扭转振动方程，并计入齿轮啮合力得到齿轮啮合的刚度矩阵和阻尼矩阵，最终得到系统总质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵及激振力矩阵；3）动力学方程求解及结果后处理输出：①特征值和强迫振动响应计算结果输出：绘制给定转速下的8阶或16阶特征值的实部、虚部的总图和各阶振型图；绘制强迫振动响应沿轴向的分布图；当系统包括2～3根转子时，由左至右依次分段表示第1、第2、 第3根转子的振型或响应，包括X向、Y向弯曲模态及扭转模态；②临界转速及失稳转速计算结果输出：包括在给定转速范围内各阶特征值虚部及实部与主动轴或某一轴转速的关系曲线；以红色实线表示各根转子的转速与主动轴转速的关系曲线，红线与特征值虚部曲线交点的横坐标值，就是系统的一个阻尼临界转速；特征值实部曲线与横坐标的交点，其值就是失稳转速；只要选择转速范围、第几根转子、第几阶特征值，就能计算获得在该转速范围内的系统的阻尼临界转速及对应的对数衰减率。