Ansys转子动力学(3)

图 3-15 圆盘3 Y向不平衡响应随转速变化关系

3.3 转子启动阶段的ANSYS模拟

利用ansys软件模拟了转子启动阶段的全过程。假设转子线性加速，在2s时转速稳定在2000rpm转。各盘不平衡分布如表3-4所示。

图3-16到图3-19分别表示盘1与盘2启动阶段的不平衡响应幅值及轴心轨迹图。

图 3-16 盘1启动阶段Y向不平衡响应幅值

图 3-17 盘1启动阶段轴心轨迹

图 3-18 盘2启动阶段Y向不平衡响应幅值

图 3-19 盘2启动阶段轴心轨迹

3.4 转子稳定性分析

本文利用ANSYS考虑由于材料内阻尼以及轴承油膜阻尼引起的转子系统不稳定性。

设材料内阻尼系数为2e-4（ANSYS里边其阻尼值为a*K，其中a为阻尼系数，K为单元刚度矩阵）。图3-20为其稳定性图谱。由转子稳定性理论可知，对于一个多自由度系统，其有N个与固有频率相对应的失稳转速，一般只关注最小失稳转速。由图可知，最小失稳转速为418.88rad/s（即4000rpm/min），由第一阶正进动引起。

图 3-20 转子稳定性图谱

设轴承刚度与阻尼如表3-5。单位均为国际标准单位。

Kxx Kyy Cxy Cyx 4e7 4e7 -1e4 -1e4 图3-21为其稳定性图谱。由图可知，转子从一开始就是不稳定的，这主要由于负阻尼的影响。

表 3-5 油膜轴承刚度与阻尼 Kxy Kyx Cxx Cyy 3e5 3e5 1e5 -1e4

图 3-21 转子稳定性图谱

4、总结

本文利用ANSYS商业软件，系统对转子系统进行了动力学分析，包括涡动频

率求解，临界转速求解，不平衡响应求解，转子启停分析以及稳定性分析。由于转子的动力学分析涉及很多方面，比如气流激振，动平衡模拟，故障仿真，非线性等等，因此本文不可能对转子的每一个分支进行模拟。这是本文的不足之处。

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