双转子-支承系统动力学特性的有限元分析

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1、第29卷第1期2012年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．29No．1Feb．2012文章编号：2095—1248(2012)01—0011—05双转子一支承系统动力学特性的有限元分析缪辉，王克明，赵帅，慕鹏(沈阳航空航天大学航空航天工程学部，沈阳110136)摘要：利用有限元法对一个具有弹性基座的双转子一支承系统的临界转速和不平衡响应进行计算，把计算结果与该模型不考虑弹性基座的双转子一轴承系统的结果进行对比。结果表明，考虑弹性基座的双转子一支承系统的前三阶临界转速降低了，系统在155Hz一200Hz范围内临界转速的个数增加

2、了，但在临界转速下的振幅减小了。因此考虑弹性基座对双转子一支承系统动力学特性的影响具有重要意义。关键词：双转子系统；弹性基座；临界转速；不平衡响应；有限元法中图分类号：V231．96文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2012．01．003Finiteelementanalysisfordynamiccharacteristicsofadual--rotor—-supportsystemMIAOHui，WANGKe—ming，ZHAOShuai，MUPeng(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUni

3、versity，Shenyang110136)Abstract：BasedonFEM．thecriticalspeedsandunbalancedresponseofadual-rotor—supportsystemwithelasticfoundationwerecalculated．Thenthecalculationresultswerecomparedwiththeonefromthedual．rotor．bearingsystemwithoutconsideringelasticfoundmion．Theresultsshowthatthefirstthreecriticalspee

4、dsofthedual．rotor．supportsystemdecreaseinconsiderationoftheelasticfoundation．Thenumberofcnticalspeedsofthesystemincreaseswitllintherangeof155Hzto200Hzwhilemeamplitudesatcriticalspeedsdecrease．Thereforeitisofgreatsignificancetoconsidertheinfluenceofelasticfoundationondy—namiccharacteristicsofadual—ro

5、tor—supportsystem．Keywords：dual—rotorsystem；elasticfoundation；criticalspeed；unbalanceresponse；FEM在旋转机械的动力学特性研究中，分析的对象大多仅仅是转子本身或者转子一轴承系统。但许多理论和实验研究表明，在某些场合下，为了更好地反映旋转机械的动力学特性，应当把基座的影响考虑进去，研究整个转子一支承系统⋯。由于基座本身是具有弹性的，基座上各个支承之间又是耦连的，若忽略基座的影响，可能在工作转速范围内出现基座一转子耦合系统的内共振嵋1，如汽轮发电机组的轻型基础对转子一轴承系统动力特性的影响，具有端盖轴承的

6、发电机定子对转子的影响，机匣对航空发动机转子的影响都有类似情形，因此考虑基座对转子系统的动力特性具有十分重要的意义。目前国内运用有限元的方法对于整个转子一支承系统的研究尚处于发展和深入阶段，该方面的研究参考文献很多心。5j，但大都考虑的是单转子系统。本文用有限元的方法建立了一个双转子一支承系统的有限元模型，研究了整个双转子一支承系统在弹性基座作用下的临界转速、主振型和不平衡响应。收稿日期：2011一09—0l作者简介：缪辉(1987一)，男，江苏常州人，在读硕士，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声，E—mail：miaohuil98707@ya-hoo．com．ca；王克明(1954一)

7、，男，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声。12沈阳航空航天大学学报第29卷1双转子一支承系统结构模型本文以如图1所示的双转子一支承系统为研究对象。该系统由内轴、外轴、圆盘、轴承(座)、支撑板以及底座组成。内转子和外转子通过轴承与底座上的3个支撑板联接，轴承1、2和4分别安装在支撑板的轴承座孔中，这3个轴承为转子提供径向的约束，轴承3为联接内转子和外转子的中介轴承，内转子和外