轉子系統的動力學建模與分析.pdf

1、轉動機械作為重要的能量轉換裝置，已廣泛應用在諸多領域中，如能源動力、機械制造、化工石油、礦山冶金和水利工程等重要經濟生產部門。轉子動力學特性也因此受到了國內外專家學者的廣泛關注。而動力學分析的基礎與前提便是模型的建立，模型的等效是否準確與完善對計算結果的可靠性會產生直接影響。為此，本文以國產某600MW超臨界汽輪機組給水泵軸系為計算算例，基于集總參數法建立集中質量轉子有限元模型，對各部分參數如何影響轉子臨界轉速做出研究，并給出幾種具有較

2、高準確率的等效建模方法。本文的主要工作如下:
　　(1)從理論角度詳細闡述轉子軸系的振動形態機理、渦動頻率以及臨界轉速，并對彈性支承單元盤轉子的彎曲振動模型運動微分方程進行推導。最后，基于集總參數法對600MW超臨界汽輪機組給水泵軸系進行離散簡化建模，并對滑動軸承支承特性進行等效。
　　(2)結合理論推導與模擬仿真，研究圓盤轉動慣量對轉子臨界轉速的影響。研究包含兩部分:一是研究轉子陀螺效應的產生機理，并詳細說明陀螺效應究竟如

3、何造成轉子模態頻率隨轉速變化而變化;二是研究轉子擺動慣性效應的產生機理，并詳細說明此特性對臨界轉速產生的影響。
　　(3)研究整鍛、熱套葉輪與轉軸彎曲剛度之間的關系。首先對整鍛、熱套葉輪對轉軸彎曲剛度影響的特性進行分析，探究對該特性產生影響的變量，并將其歸納和總結。其次，根據各變量對特性影響規律，提出等效直徑建模法和彈性模量加強系數建模法，并結合大量的計算數據繪制出不同規格圓盤的等效直徑曲線和彈性模量加強系數曲線。最后，通過數據處

4、理軟件對各曲線進行公式擬合，歸納出具有高準確率多變量計算公式，為整鍛、熱套轉子等效剛度計算方法的研究奠定基礎。
　　(4)滑動軸承支承特性往往對臨界轉速的計算起到關鍵性作用。為此，本文通過理論分析和模擬仿真相結合的方式，提出一種應用于軸承?；瘯r更加符合實際情況的方法，即滑動軸承動態參數?；?，并應用此方法對轉子有限元模型臨界轉速進行計算。此外，結合軸承數據手冊和Matlab計算軟件，分析和對比了滑動軸承油楔數、負載以及寬徑比對油膜