转子动力学知识
转子动力学知识
2转子动力学主要研究那些问题答：转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。
这门学科研究的主要范围包括：转子系统的动力学建模与分析计算方法；转子系统的临界转速、振型不平衡响应；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子系统的稳定性分析；转子平衡技术；转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；密封动力学；转子系统的非线性振动、分叉与混沌；转子系统的电磁激励与机电耦联振动；转子系统动态响应测试与分析技术；转子系统振动与稳定性控制技术；转子系统的线性与非线性设计技术与方法。
3转子动力学发展过程中的主要转折是什么答：第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。
最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。
他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象，因而可以稳定工作。
这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了，许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。
但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。
这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。
有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。
4石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原理是什么汽轮机：将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。
转子动力学知识
转子动力学知识2转子动力学主要研究那些问题？答：转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。
这门学科研究的主要范围包括：转子系统的动力学建模与分析计算方法；转子系统的临界转速、振型不平衡响应；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子系统的稳定性分析；转子平衡技术；转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；密封动力学；转子系统的非线性振动、分叉与混沌；转子系统的电磁激励与机电耦联振动；转子系统动态响应测试与分析技术；转子系统振动与稳定性控制技术；转子系统的线性与非线性设计技术与方法。
3转子动力学发展过程中的主要转折是什么？答：第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。
最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。
他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象，因而可以稳定工作。
这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了，许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。
但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。
这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。
有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。
4石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原理是什么？汽轮机：将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。
转子动力学分析
B
A
Ψ
OI
Y
（4）稳定性
转子保持无横向振动的正常运转状态的性能。若转子在运动 状态下受微扰后能恢复原态，则这一运转状态是稳定的；否 则是不稳定。 转子稳定性问题的主要研究对象是油膜轴承。油膜对轴颈的 作用力是导致轴颈乃至转子失稳的因素。该作用力一般是通 过线性化方法，将作用力表示为轴颈径向位移和径向速度的 线性函数。从而求出转子开始进入不稳定状态的转速-门限转 速。 导致失稳的还有材料的内摩擦和干摩擦，转子的弯曲刚度或 质量分布在两个正交方向的不同，转子与内部流体或与外界 流体的相互作用，等等。
为单元组件指定围绕用户定义轴旋转速度
为旋转结构施加陀螺效应，同时也可以施加旋转阻 尼影响
为旋转结构指定围绕总体坐标轴的旋转速度 在同步或异步谐响应结构的指定激励频率
后处理命令（/POST1） 生成时间-谐振求解模块的动画或是模态振型
画坎贝尔图 显示轨道运动 打印坎贝尔图和临界速度 输出轨道运动的特点
（2）涡动
转子正常的旋转也包含了涡动的概念。例如转子在不平 衡力矩作用下，转轴发生挠曲变形，转轴以角速度ω在空 间旋转，此时转轴的运动实际上是两种运动的合成。一种 是转轴绕其轴线的定轴转动，转动角速度就是旋转速度ω； 另一种则是变形的轴线绕其静平衡位置的空间回转，回转 角速度仍然是ω，在这里称为涡动。正常转轴的涡动角速 度Ω和旋转角速度ω相等，因此称它为同步涡动。当转子发 生自激振动时，由于涡动转速与转子转速不符，将发生异 步涡动。如果涡动的运动方向与旋转方向相同，称为正向 涡动（FW），反之则为反向涡动（BW）。
[M ]{U}[C]{U}[K ]{U} {F}
在转子动力学中，这个方程要增加陀螺效应和旋转阻尼， 其动力学方程如下：
转子系统动力学
转子系统动力学1. 引言转子系统动力学是研究转子在运动过程中的力学特性和动力学行为的学科。
转子系统广泛应用于各种机械设备中，例如发电机、涡轮机、离心压缩机等。
深入了解转子系统的动力学行为对于设计和优化这些机械设备至关重要。
转子系统动力学的研究内容包括转子的振动特性、转子的稳定性、转子的受力分析等。
在转子系统动力学中，转子被视为一个连续体，其运动受到各种力的作用，包括离心力、重力、惯性力等。
通过对这些力的分析和计算，可以获得转子的运动规律和稳定性。
2. 转子的振动特性转子的振动特性是转子系统动力学研究的重要内容之一。
转子的振动可以分为自由振动和强迫振动两种情况。
2.1 自由振动自由振动是指转子在没有外界力作用下的振动。
自由振动的特点是振幅和频率都是固定的，振动形式可以是简谐振动或复杂振动。
自由振动的频率由转子的刚度和质量分布决定。
2.2 强迫振动强迫振动是指转子在外界激励力作用下的振动。
外界激励力可以是周期性的，也可以是非周期性的。
强迫振动的特点是振幅和频率随外界激励力的变化而变化。
3. 转子的稳定性转子的稳定性是指转子在运动过程中是否保持平衡状态的能力。
稳定性的分析可以通过线性稳定性分析和非线性稳定性分析两种方法进行。
3.1 线性稳定性分析线性稳定性分析是指通过线性化转子系统的运动方程，然后对线性化方程进行分析，判断转子系统的稳定性。
线性稳定性分析的基本思想是将非线性问题近似为线性问题，通过对线性问题的分析来判断转子系统的稳定性。
3.2 非线性稳定性分析非线性稳定性分析是指直接对转子系统的非线性运动方程进行分析，判断转子系统的稳定性。
非线性稳定性分析考虑了转子系统的非线性特性，能够更准确地描述转子系统的稳定性。
4. 转子的受力分析转子的受力分析是研究转子系统动力学的重要内容之一。
转子在运动过程中受到各种力的作用，包括离心力、重力、惯性力等。
4.1 离心力离心力是转子在旋转过程中由于离心力的作用而产生的力。
转子动力学复习资料
4、石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原 理是什么？
答：汽轮机，燃气轮机，压缩机，离心机，电动机 汽轮机——将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。 工作原理：在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降 低，速度增加，热能转变为动能。作用与功能：主要用作 发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和 船舶螺旋桨等。 还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足 生产和生活的供热需要。 燃气轮机 ——是一种以空气及燃气为介质，靠连续燃烧 做功的旋转式热力发动机。主要结构由三部分：压气机， 燃烧室，透平（动力涡轮） 。作用与功能：以连续流动的 气体为工作介质，带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变 为有用功。工作原理：压气机（即压缩机）连续地从大气 中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷 入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平 中膨胀做功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加 热后的高温燃气的做功能力显著提高， 因而燃气透平在带 动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。 压缩机——将机械能转变为气体的能量，用来给气体增 压与输送气体的机械。作用与功能：将原动机的机械能转 变为气体的能量， 用来给气体增压与输送气体。 工作原理： 空气压缩机的种类很多， 按照工作原理可分为容积式压缩 机，往复式压缩机，离心式压缩机。容积式压缩机的工作 原理是压缩气体的体积， 使单位体积内的气体分子密度增 加以提高压缩空气的压力。 离心压缩机的工作原理是提高 气体分子的运动速度， 使气体分子具有的动能转化为气体 的压力能，从而提高压缩空气的压力。往复式压缩机（也 称活塞式压缩机）的工作原理是直接压缩气体，当气体达 到一定压力后排出。 离心机——离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒
9、支撑刚度怎样影响转子的临界角速度？
转子动力学基础pdf
转子动力学基础pdf
转子动力学是研究旋转系统的运动规律和振动特性的一门学科。
它主要涉及到刚体力学、动力学和振动学的知识，研究的对象包括各种旋转机械设备，如发电机、风力发电机、涡轮机、离心机等。
转子动力学基础包括以下几个方面：
1. 刚体力学：研究刚体的运动规律和受力情况。
在转子动力学中，我们将转子看作刚体，通过刚体力学理论分析转子受到的力和力矩，从而推导出转子的运动方程。
2. 动力学：研究物体的运动与受力之间的关系。
在转子动力学中，我们考虑转子受到的旋转力和惯性力的影响，通过牛顿第二定律和角动量定理等动力学原理，推导出转子的旋转运动方程。
3. 振动学：研究物体的振动特性。
在转子动力学中，由于旋转机械设备的运行过程中会产生振动，因此需要考虑转子的振动特性。
通过振动学理论，可以分析转子的固有频率、振型和振动幅值等参数，从而评估转子的稳定性和安全性。
4. 转子不平衡：转子不平衡是导致旋转机械设备振动和噪声产生的主要原因之一。
在转子动力学中，我们需要研究转子的不平衡现象，并通过对不平衡力的计算和分析，找到相应的解决方法，如平衡校正或使用动平衡系统。
5. 轴承动力学：转子在运行过程中需要依靠轴承支撑和导
向，轴承的性能将直接影响到转子的运动和振动特性。
因此，研究转子动力学还需要考虑轴承的摩擦、刚度和阻尼等特性，在设计和分析中进行综合考虑。
总之，转子动力学基础涉及到刚体力学、动力学、振动学以及轴承动力学等多个学科的知识。
通过对这些基础理论的研究和应用，可以更好地理解和掌握旋转机械设备的运动规律、振动特性以及相关问题的解决方法。
转子动力学
转子动力学转子动力学是动力学中的一个重要分支，它研究了转动物体的运动。
转子动力学涉及到物体在转动运动过程中的力学过程，以及转动运动对物体的影响，它也被称为转子力学。
转子动力学的研究可以从多方面进行，如转子的力学特性、转子的物理性质等。
特别是转子基本物理性质的研究，是深入深入研究转子动力学的重要基础。
转子的基本物理性质包括质量、质心位置、动量、动量矩、惯量、转矩和惯性系数。
转子动力学的研究也可以从不同的角度进行。
例如，从刚性转子的力学特性研究，可以分析转子在特定条件下的力学行为，如转子的质心和轴心距离的变化等。
同时，从无力状态的转子动力学，探讨由力学转子系统产生的有关运动学变量，如动量、角动量等。
此外，还可以从非线性转子或有损转子动力学的角度研究转子的力学性质，比如准振动、谐振动、冲击力等。
转子动力学的应用广泛，它不仅可以应用于各种机械系统，如发动机、齿轮箱、液力器等，也可以应用于液体流动、空气动力学、微纳米流动等领域。
例如，在船舶动力系统中，可以使用转子动力学来分析发动机的转动惯性、惯量系数以及轴向动量等参数，以优化发动机性能。
此外，在飞行动力学中，也可以使用转子动力学来分析飞行器的转动惯性和轴向动量等参数，以便优化飞行性能。
近年来，随着科技的发展，转子动力学的研究也得到了巨大的发展，从事该研究的科学家们也在努力开发出新的转子动力学模型，以更好地了解转子动力学。
未来，随着深入研究，转子动力学将在各种机械系统中发挥重要作用，并在工程设计中有更广泛的应用。
综上所述，转子动力学是动力学中重要的一个分支，它主要研究转动物体的力学变化、物理性质和动力学特性等，其应用也得到了广泛的应用，未来转子动力学将在工程设计和机械系统中发挥重要作用。
转子动力学知识
转子动力学知识2转子动力学主要研究那些问题？答：转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。
这门学科研究的主要范围包括：转子系统的动力学建模与分析计算方法；转子系统的临界转速、振型不平衡响应；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子系统的稳定性分析；转子平衡技术；转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；密封动力学；转子系统的非线性振动、分叉与混沌；转子系统的电磁激励与机电耦联振动；转子系统动态响应测试与分析技术；转子系统振动与稳定性控制技术；转子系统的线性与非线性设计技术与方法。
3转子动力学发展过程中的主要转折是什么？答：第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。
最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。
他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象，因而可以稳定工作。
这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了，许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。
但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。
这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。
有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。
4石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原理是什么？汽轮机：将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。
转子动力学复习资料
转子动力学复习资料转子动力学是机械工程中一个重要的领域，研究机器的旋转部分的动力学行为。
本文将介绍转子动力学的基本概念和公式，以及常见的转子失衡和振动问题的解决方法。
一、基本概念和公式1. 转子：指旋转的机器部件，如汽车发动机的曲轴。
2. 转速：转子旋转的速度，通常用每分钟旋转圈数 RPM）或每秒旋转角度数 rad/s）表示。
3. 离心力：转子旋转时在质心处产生的离心力，可通过以下公式计算：Fc = mω²r其中，Fc为离心力，m为质量，ω为角速度，r为转子离心距。
4. 密扭：转子在旋转时由于惯性而产生的扭矩，可用以下公式计算：T = Iα其中，T为所受扭矩，I为转动惯量，α为角加速度。
二、转子失衡问题转子失衡是指转子的质量分布不均匀，导致离心力不平衡，引起机器的振动和震动。
常见的解决方法包括：1. 增加质量平衡：在转子上增加质量以平衡不均匀的质量分布。
2. 切除质量：通过在转子上切开一小段质量来平衡质量分布。
3. 洗衣机法：通过在转子上放置重物来平衡质量分布。
三、转子振动问题除了失衡，转子的振动还可能由以下原因引起：1. 转子松脱：由于固定螺栓或轴承松动，导致转子移位。
2. 转动偏心：转动轴心偏离质心导致的振动。
3. 转子不对中：由于轴承损坏或悬挂系统不稳定，导致转子不在中心位置。
解决转子振动问题的方法包括：1. 修复或更换轴承或固定螺栓。
2. 重新校准和安装转子以确保轴心准确对中。
3. 在转子上加装平衡质量。
总之，转子动力学是机械工程师必须了解的一项技能。
了解转子的基本概念和公式，以及如何解决转子失衡和振动问题，将有助于加强对机器的设计和维护的理解和技能。
转子动力学知识
转子动力学知识2转子动力学主要研究那些问题？答：转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。
这门学科研究的主要范围包括：转子系统的动力学建模与分析计算方法；转子系统的临界转速、振型不平衡响应；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子系统的稳定性分析；转子平衡技术；转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；密封动力学；转子系统的非线性振动、分叉与混沌；转子系统的电磁激励与机电耦联振动；转子系统动态响应测试与分析技术；转子系统振动与稳定性控制技术；转子系统的线性与非线性设计技术与方法。
3转子动力学发展过程中的主要转折是什么？答：第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。
最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。
他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象，因而可以稳定工作。
这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了，许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。
但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。
这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。
有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。
4石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原理是什么？汽轮机：将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。
(完整版)转子动力学基础
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两边对时间求两次导数得：
代入牛顿方程得 o点的运动微分方程
根据动量矩定理，可得圆盘绕重心c转动的微分方程：
I&& T ke(x cos y sin) 对于稳态涡动， && 0 &
2020/2/19
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代入牛顿方程得 o点的运动微分方程
及支反力幅值F。
解：弹性轴质量： ms ( 1.52 ) / 4 57 7.8 10－3 0.7856 kg
圆盘质量： mD ( 16 2 ) / 4 2 7.8 10－3 3.137 kg
弹性轴中点刚度：
k 48EJ / l3 (48 20.58 106 1.54 ) /(573 64) 1325 .553 N / cm
不计轴质量时临界转速：
cr
60
2
k 30 12325.553103 1962.96r / min
mD
3.137
2020/2/19
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计入弹性轴等效质量，按照振动理论，梁在中点的等效质 量为原质量的17/35，则临界转速为：
cr
60
2
k mD＋ms17 / 35
30
arctan
10/2/19
/ p
/ p
8
= p
r= e
0
低转速区 圆盘重边飞出
2020/2/19
p
r? e
90
共振区
? p
re
180
高转速区
圆盘轻边飞出； 自动定心或质心转向
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转子动力学基础.pdf
转子动力学基础转子动力学基础一、转子系统基本理论转子动力学是研究转子系统运动规律的科学，主要关注旋转机械中转子的平衡、稳定性、振动以及支承等问题。
转子动力学在航空、能源、化工等领域有广泛应用。
二、转子平衡转子平衡是确保转子系统稳定运行的关键步骤。
不平衡会导致转子在旋转时产生振动，进而影响整个机械的性能。
转子平衡通常分为静平衡和动平衡两种。
静平衡是检查转子质量是否分布均匀，而动平衡则是检查转子质量与转动惯量是否匹配。
三、转子稳定性分析转子的稳定性是评估转子系统性能的重要指标。
不稳定转子在运行过程中会出现大幅振动，影响机械的正常运行。
转子稳定性分析通常涉及对转子系统的动力学模型进行稳定性分析，以确定转子在不同工况下的稳定性状态。
四、临界转速计算临界转速是指转子系统发生共振的转速。
当转子的转速接近临界转速时，系统会出现剧烈的振动。
因此，临界转速的计算对于避免共振和保证转子系统的安全运行具有重要意义。
临界转速的计算方法有多种，如试验法和解析法等。
五、转子振动分析转子振动是评估转子系统性能的重要参数。
通过对振动信号的分析，可以了解转子的状态，如不平衡、不对中、松动等。
振动分析的方法包括频谱分析、波形分析等，可以为故障诊断和维护提供依据。
六、支承与润滑系统设计支承和润滑系统是保证转子系统正常运行的重要环节。
支承系统的主要功能是承受转子的重量和产生的离心力，而润滑系统的功能是减少摩擦和磨损，保证转子正常运行。
因此，合理设计支承和润滑系统对于提高转子系统的可靠性和寿命至关重要。
七、故障诊断与维护故障诊断与维护是保证转子系统长期稳定运行的关键措施。
通过监测和分析转子系统的运行状态，可以及时发现潜在的故障并采取相应的维护措施。
常用的故障诊断方法包括振动监测、声发射监测等。
此外，对转子系统的定期维护和保养也是保证其正常运行的重要措施。
八、转子动力学实验技术实验技术是验证和改进转子动力学理论的重要手段。
通过实验可以观测和分析转子系统的各种现象，如不平衡响应、振动模式等。
转子动力学
转子动力学是什么？转子动力学是研究所有与旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性的学科，同时与流体力学中轴承与密封的润滑密切相关，有着极强的工程应用背景，它广泛应用于航空发动机、燃气轮机、汽轮机、压缩机、水轮机、涡轮泵、增压器、柴油机、泵、电机等各种旋转机械领域，研究范围包括振动、动态响应、稳定性、动平衡、轴承特性、密封特性、强度、疲劳、可靠性、状态监测、故障诊断和控制等方面，尤其是研究接近或超过临界转速运转状态下转子的各种动力学问题。
一、振动形式，按转子-轴承系统的输入，即振动原因可分为：1. 强迫振动——系统受外界持续激扰作用下所产生的振动，比如转子不平衡产生的周期性的激振力下的转子振动。
特点：振动的频率与激振频率相关，一般由不平衡量引起的振动为1X振动，即振动频率与转速频率一致。
2. 自激振动——由系统自身的交叉耦合刚度引起的振动形式，当有一个初始振动，不需要外界向振动系统输送能量，振动即能保持下去。
这种振动与外界激励无关，完全是自己激励自己，故称为自激振动。
比如轴瓦自激振动（半速涡动，油膜振荡），大容量汽轮机高压转子上的间隙自激振动。
其特征是：振动的频率与转速无关，而与其自然频率有关二、按转子—轴承系统的动力学参数的特性可分为：线性转子动力学分析——通过线性化处理系统，包括轴承的刚度与阻尼等，分析系统的稳态响应，能用常系数线性微分方程描述的振动。
非线性转子动力学分析——系数的阻尼力或弹性恢复力具有非线性性质，只能用非线性微分方程来描述。
比如，所有的轴承作用力均为非线性力，严格来讲，与滑动轴承油膜力相关的转子动力学问题均为非线性转子动力学；还有裂纹转子的动力学分析等也属于非线性领域。
三、按振动位移的特征可分为：横向振动—转子只作垂直轴线方向的振动。
扭转振动—转子绕其纵轴产生扭转变形的振动。
纵向振动—转子只作沿轴线方向的振动。
转子动力学
转子动力学转子动力学是一门重要的物理学分支，也是应用物理学中最为重要的学科之一。
它主要研究的是转子的运动学特性，以及利用转子的动力原理开发机械设备。
本文以转子动力学为主题，重点介绍其原理及应用。
一、转子动力学的概念转子动力学是一门研究转子的运动、力学和热学特性的学科。
转子动力学的研究目的在于利用转子的驱动能量，有系统地研究转子在应用中的效率、稳定性和完整性等。
转子动力学本质上就是一门利用动能原理，设计和制造机械设备的学科。
二、转子动力学的原理转子动力学的基本原理是利用外输入动能作用于转子上，使转子按照预定轨迹运动，实现转子机构的运动。
运动学分析是探究转子动力学的基本方法，考察转子的运动行为，建立转子运动的数学模型，得出关于转子的动力方程，从而预测转子的运动过程。
三、转子动力学的应用转子动力学广泛应用于机械设备的设计和制造中，是机械行业必不可少的技术。
它大量用于轴承式发动机和汽车机构中，使得发动机更为可靠，减少振动，提高效率。
空气动力学领域，转子动力学用于飞机推进器研制，使飞机获得更大的推进性能。
涡轮机的实际应用，以及汽车发动机的电子管理，也大量用到了转子动力学的原理。
四、转子动力学的发展转子动力学由古代希腊数学家赫拉克利特提出，在20世纪初经历了飞跃发展，后来不断深入到轴承式机构、涡轮机和其他机械设备中，使这项学科延续了几百年。
随着机械领域的发展，转子动力学也受到了不断推动。
现在，转子动力学已经发展到了智能化、节能高效的水平。
未来，转子动力学还将受到更多的关注，技术也将朝着智能化、先进化的方向发展。
总结以上就是转子动力学的概述，它主要研究的是转子的运动学特性，利用外输入动能作用于转子上，使转子按照预定轨迹运动，从而实现转子机构的运动。
它广泛应用于机械设备的设计和制造，是机械行业不可或缺的技术。
转子动力学受到不断推动，未来还将受到更多的关注。
转子动力学
转子动力学求助编辑固体力学的分支。
主要研究转子-支承系统在旋转状态下的振动、平衡和稳定性问题，尤其是研究接近或超过临界转速运转状态下转子的横向振动问题。
转子是涡轮机、电机等旋转式机械中的主要旋转部件。
目录物理术语介绍物理术语介绍展开编辑本段物理术语转子动力学（rotor dynamics）编辑本段介绍1869年英国的W.J.M.兰金关于离心力的论文和 1889年法国的C.G.P.de拉瓦尔关于挠性轴的试验是研究这一问题的先导。
随着近代工业的发展，逐渐出现了高速细长转子。
由于它们常在挠性状态下工作，所以其振动和稳定性问题就越发重要。
转子动力学的研究内容主要有以下5个：①临界转速由于制造中的误差，转子各微段的质心一般对回转轴线有微小偏离。
转子旋转时，由上述偏离造成的离心力会使转子产生横向振动。
这种振动在某些转速上显得异常强烈，这些转速称为临界转速。
为确保机器在工作转速范围内不致发生共振，临界转速应适当偏离工作转速例如10％以上。
临界转速同转子的弹性和质量分布等因素有关。
对于具有有限个集中质量的离散转动系统，临界转速的数目等于集中质量的个数；对于质量连续分布的弹性转动系统，临界转速有无穷多个。
计算大型转子支承系统临界转速最常用的数值方法为传递矩阵法。
其要点是：先把转子分成若干段，每段左右端4个截面参数（挠度、挠角、弯矩、剪力）之间的关系可用该段的传递矩阵描述。
如此递推，可得系统左右两端面的截面参数间的总传递矩阵。
再由边界条件和固有振动时有非零解的条件，籍试凑法求得各阶临界转速，并随后求得相应的振型。
②通过临界转速的状态一般转子都是变速通过临界转速的，故通过临界转速的状态为不平稳状态。
它主要在两个方面不同于固定在临界转速上旋转时的平稳状态：一是振幅的极大值比平稳状态的小，且转速变得愈快，振幅的极大值愈小；二是振幅的极大值不像平稳状态那样发生在临界转速上。
在不平稳状态下，转子上作用着变频干扰力，给分析带来困难。
转子动力学分析
一、概述
转子动力学是研究轴向对称结构的旋转过程振动行为的一 门科学。例如，发动机、转子、光盘驱动器和涡轮机这些 设备。 通过研究惯性对结构的影响可以改进设计并且可以降低失 效的概率。像燃气轮机这样的高速旋转设备，必须要考虑 旋转件的惯性影响以便准确地预测转子的行为。 动平衡的理论根据就是转轴的弯曲振动和圆盘的质量以及 偏心距的大小的一定确定关系。
3、常用的术语
（1）陀螺效应
所谓陀螺效应，就是旋转着的物体具有像陀螺一 样的效应。陀螺有两个特点：进动性和定轴性。简单 来说，陀螺效应就是旋转的物体有保持其旋转方向 （旋转轴的方向）的惯性。 对于一个绕轴Δ旋转的结构，如果在垂直于轴Δ施 加一个扰动会发生进动且会出现反力矩。这个反力矩 就是陀螺力矩。陀螺力矩的轴垂直于旋转轴也垂直于 进动轴。这将导致陀螺矩阵耦合了垂直于旋转轴平面 上的自由度。这也导致陀螺矩阵为非对称矩阵。
Y
（4）稳定性
转子保持无横向振动的正常运转状态的性能。若转子在运动 状态下受微扰后能恢复原态，则这一运转状态是稳定的；否 则是不稳定。 转子稳定性问题的主要研究对象是油膜轴承。油膜对轴颈的 作用力是导致轴颈乃至转子失稳的因素。该作用力一般是通 过线性化方法，将作用力表示为轴颈径向位移和径向速度的 线性函数。从而求出转子开始进入不稳定状态的转速-门限转 速。 导致失稳的还有材料的内摩擦和干摩擦，转子的弯曲刚度或 质量分布在两个正交方向的不同，转子与内部流体或与外界 流体的相互作用，等等。 旋转结构的不稳定的常见原因有如下几种： 轴承特性。 内部的旋转阻尼。 旋转部分和静态部件之间的接触。
2、常用的单元
旋转结构中的单元必须考虑旋转角度中包含的 陀螺效应。以下单元为转子动力学分析中常用的单 元：BEAM4，PIPE16，MASS21，SHELL63，BEAM188， SHELL181，BEAM189，SOLID45，SOLID95，SOLID185， SOLID187，SOLID272，SOLID273，SHELL281， PIPE288，PIPE289。
转子动力学知识
转子动力学知识2转子动力学主要研究那些问题？答：转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。
这门学科研究的主要范围包括：转子系统的动力学建模与分析计算方法；转子系统的临界转速、振型不平衡响应；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子系统的稳定性分析；转子平衡技术；转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；密封动力学；转子系统的非线性振动、分叉与混沌；转子系统的电磁激励与机电耦联振动；转子系统动态响应测试与分析技术；转子系统振动与稳定性控制技术；转子系统的线性与非线性设计技术与方法。
3转子动力学发展过程中的主要转折是什么？答：第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。
最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl 在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。
他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象，因而可以稳定工作。
这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了，许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。
但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。
这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。
有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。
4石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原理是什么？汽轮机：将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。
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转子动力学知识2转子动力学主要研究那些问题？答：转子动力学是研究所有不旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性,包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。
这门学科研究的主要范围包括：转子系统的动力学建模与分析计算方法；转子系统的临界转速、振型不平衡响应；支承转子的各类轴承的动力学特性；转子系统的稳定性分析；转子平衡技术；转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；密封动力学；转子系统的非线性振动、分叉与混沌；转子系统的电磁激励与机电耦联振动；转子系统动态响应测试与分析技术；转子系统振动与稳定性控制技术；转子系统的线性与非线性设计技术与方法。
3转子动力学发展过程中的主要转折是什么？答：第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文,这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。
最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称作Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的,之所以被称作“Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授在1919年首先解释了这一模型的转子动力学特性。
他指出在超临界运行时,转子会产生自动定心现象，因而可以稳定工作。
这一结论使得旋转机械的功率和使用范围大大提高了，许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵等对工业革命起了很大的作用。
但是随之而来的一系列事故使人们发现转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳。
这种不稳定现象首先被Newkirk发现是油膜轴承造成的,仍而确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。
有关油膜轴承稳定性的两篇重要的总结是由Newkirk和Lund写出的,他们两人也是转子动力学研究的里程碑人物。
4石化企业主要有哪些旋转机械，其基本工作原理是什么？汽轮机：将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。
工作原理：在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。
作用与功能：主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活的供热需要。
燃气轮机：是一种以空气及燃气为介质，靠连续燃烧做功的旋转式热力发动机。
主要结构由三部分：压气机，燃烧室，透平（动力涡轮）。
作用与功能：以连续流动的气体为工作介质，带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功。
工作原理：压气机（即压缩机）连续地仍大气中吸入空气幵将其压缩；压缩后的空气迚入燃烧室，不喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀做功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。
压缩机：将机械能转变为气体的能量，用来给气体增压与输送气体的机械。
作用与功能：将原动机的机械能转变为气体的能量，用来给气体增压与输送气体。
工作原理：空气压缩机的种类很多，按照工作原理可分为容积式压缩机，往复式压缩机，离心式压缩机。
容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内的气体分子密度增加以提高压缩空气的压力。
离心压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，仍而提高压缩空气的压力。
往复式压缩机（也称活塞式压缩机）的工作原理是直接压缩气体，当气体达到一定压力后排出。
离心机：离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体混合物中各组分的机械。
作用与功能：离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相容的液体分开，它也可以用于排除湿固体中的液体。
工作原理：有离心过滤和离心沉淀两种。
离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，仍而实现液-固分离；离心沉降是利用悬浮液（或乳浊液）密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固（或液-液）分离。
发电机：将其他形式的能源转换成电能的机械设备。
作用与功能：由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
工作原理：其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线运动，仍而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
5什么是横向振动？答：为了避开静变形，可以考虑转轴的两支点在同一垂直线上，而圆盘位于水平面如下图。
圆盘以角速度Ω作等速转动。
当正常运转时，转轴是直的。
如果在它的一侧加一横向冲击，则因转轴有弹性而发生弯曲振动，或圆盘作横向振动。
6什么是涡动（进动），其频率是多少？答：转轴在不平衡力矩作用下，发生挠曲变形，将产生两种运动，一是转轴绕其轴线的定轴转动，一种是形的轴线绕其静平衡位置的空间回转；两种运动的合成即是涡动。
圆盘或转轴中心在相互垂直的两个方向作频率同为ωn 的简谐运动，一般情况下，两个方向上的振幅不相等，所以圆盘轴心轨迹为一椭圆，轴心的这种运动是一种涡动或进动。
自然频率ωn 称为进动角频率。
圆盘或转轴中心的进动或涡动属于自然振动，它的频率就是圆盘没有振动时，转轴弯曲振动的自然频率。
7什么是自动对心？答：当轴心的响应频率进大于圆盘偏心质量产生的激振力频率时，圆盘的重心近似地落在固定中心，振动很小，转动反而比较平稳。
这种情况称为自动对心。
8什么是临界转速？答：转子在某些特定的转速下转动时会发生很大的变形并引起共振，引起共振时的转速。
数值上等于转子固有频率的转速。
9什么是刚性轴和柔性轴？答：如果机器的工作转速小于临界转速，则转轴称为刚性轴；如果工作转速高于临界转速，则转轴称为柔性轴。
10什么是幅频响应曲线和相频响应曲线？答：振幅A 与位相差θ随转动角速度对固有频率Ω/ωn 的比值改变的曲线，即幅频响应曲线和相频响应曲线。
11什么是陀螺效应？产生陀螺力矩的基本条件是什么？答：陀螺效应就是旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴的方向）的惯性。
当圆盘不装在两支承的中点而偏于一边时，高速旋转的圆盘的自转轴也就是圆盘的动量矩被迫不断的改变方向，就会产生陀螺力矩，出现陀螺效应。
只要高速旋转部件的自转轴在空间改变方向（即进动），就会产生陀螺力矩，出现陀螺效应。
12怎样计算考虑陀螺力矩时转子的临界角速度？陀螺力矩对进动角速度数目和幅值的影响是什么？答：（1）计算转子的临界转速时，需要列出圆盘的运动微分方程。
求解这组齐次线性微分方程的特征根就可以得到转子振动的自然频率ωn，即进动角速度。
因动量矩H=Jωn，故ωn 随转动角速度Ω改变。
另一方面，临界角速度是与进动角速度相等的转动角速度。
因此可以按照Ω=ωn的条件来计算转子的临界角速度。
（2）由于陀螺力矩，转子有四个进动角速度。
陀螺力矩对转子临界转速的影响是：正进动时，它提高了临界转速；反进动时，它降低了临界转速。
13支撑刚度怎样影响转子的临界角速度？答：减小支承刚度可以使转子的临界角速度显著降低，反而，增大支承刚度可以使转子的临界转速升高。
14什么是收敛油楔、发散油楔？答：顺着轴颈转向油膜厚度逐渐减小的油楔叫收敛油楔；厚度增加的叫做发散油楔。
15利用轴承的平衡半圆说明轴承的工作原理，并说明转速和载荷对轴承稳定性的影响。
答：平衡半圆：对于一个确定的轴承，当润滑油粘度及进油压已给定时，轴颈中心的静平衡位置e、ψ决定于轴颈转速Ω和静载荷ω 。
当载荷ω的大小或者轴颈转速Ω变化时，位置也相应地变化，其轨迹近似地为一半圆弧，称为平衡半圆。
当轴颈转速不变，承载ω=0时，轴颈中心与轴瓦轴心重合，即轴颈无偏心。
随着载荷ω的增加，轴颈中心沿平衡半圆弧下降到轴瓦底部，旋转的轴颈把有粘度的润滑油仍发散区带入收敛区，沿轴颈旋转方向轴承间隙由大变小，形成一种油楔，使润滑油内产生压力。
油膜内各点的压力沿轧制方向的合力就是油膜轴承的承载力。
高速轻载轴承，其轴颈中心工作位置较高，而低速重载轴承，其工作位置较低，轴承较稳定。
16什么是轴承的八个系数？对轴承的性能有何影响？答：轴承的八个系数：他们分别是刚度系数kxx、kxy、kyx、kyy。
阻尼系数：cxx、cxy、cyx、cyy。
系数kxx、kyy 相对应的弹性力是保守力，在轴心一周的涡动中做功为零，而cxx、cyy 对应的阻尼力恒做负功，亦即消耗能量。
与kxy、kyx 对应的是非保守弹性力，它们与cxy、cyx 对应的阻尼力一样，在一周中作的功可为正（即向转子系统输入能量），也可为负（即消耗系统的能量），这取决于涡动轨迹形状、动力系数的大小和正负。
如果一周涡动中，输入系统的能量小于各种阻尼所消耗的能量，那么涡动就越来越小趋于消失，这时系统是稳定的，反而，系统就是不稳定的。
交叉动力系数的大小和正负对转子系统的稳定性起着重要作用。
17什么是轴承的雷诺方程？其基本假设是什么？答：雷诺方程是进行轴承油膜分析的基本方程：R——轴颈半徂【m】p——油膜压力【N/m2】η——润滑油粘度【N·s/ m2】z——轴瓦的轴向坐标，原点取在中面上【m】t——时间【s】①油膜厚度较其长度来说是十分小的，故油膜压力沿油膜厚度方向可认为不变。
②油的流动是层流。
③润滑油是各向同性的，粘度在油膜厚度方向是常数。
④润滑油与轴颈、轴瓦表面而间无滑动。
⑤润滑油符合牛顿粘性定律，即剪应力与剪切率成正比。
⑥油的惯性不计。
18什么是紊流轴承理论？答：当流体流动的Reynolds数足够高时，流动性质就仍层流转变为紊流。
在大型高速机械及采用高密度低粘度润滑流体的某些特殊要求的机器中，就常遇到工作在紊流工况的轴承。
紊流工况下的轴承功率消耗大，温升高，偏心率和油流量小，因而其动力特性（包括稳定性）也有很大不同。
紊流润滑理论研究的中心问题是：（1）轴承在什么条件下工作，层流会不稳定而变为紊流，仍而它必须按紊流工况来设计。
（2）在紊流工况下如何建立基本方程，计算紊流油膜中的速度及压力分布。
19滚动轴承和滑动轴承的阻尼系数和刚度系数的取值范围是什么？答：滚动轴承：滚珠轴承，一般可以认为：滚珠轴承的阻尼可以忽略，而刚度系数kxx=kyy，kxy=kyx=0。
刚度系数的大小主要取决于滚珠和内外滚道接触区的预载荷，这取决于轴承安装方法、零件公差和轴承工作温度，实验测得的典型刚度系数为2×10的7次方至1×10的8次方【N/m】。
滚柱轴承的刚度系数一般要10倍于上述数据。
滑动轴承：刚度系数最大约为kxx=kyy=0.3~0.420什么是长轴承理论和短轴承理论？答：长轴承：这类轴承的长度比其直徂大得很多（即L?D）,这样油膜压力沿周向的变化率比沿轴向的变化率大得多（即?p/?θ>>?p/?z）。