不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响

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1、振动与冲击第33卷第2期JOURNALOFVIBRAT1ONANDSHOCK不平衡转子涡动对鼓简振动特性影响曹登庆，孙述鹏，刘伦(哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001)摘要：针对叶轮机械中鼓盘式转子，考虑转子涡动与鼓筒振动间耦合作用，建立轮盘一鼓筒一转轴系统动力学模型，分析不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响。结果表明，不平衡转子涡动仅与环向波数为1的鼓筒弹性振动模态耦合；转轴支撑刚度为线性时，转子稳态运动轴心轨迹为圆形，不平衡转子涡动不直接引发鼓筒稳态弹性振动；转轴为非线性支撑时，转子稳态运动轴心

2、轨迹变复杂，不平衡转子涡动会引起鼓筒小幅稳态振动。关键词：转子涡动；鼓筒振动；不平衡；轮盘一鼓筒一转轴；动力学模型中图分类号：TH113．1；0347．6文献标识码：AEffect0funbalancedrotorwhirlondrumvibrationCAODeng—qing，SUNShu-peng，LIULun(Schoolofastronautics，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Takingintoaccount

3、thecouplingbetweenrotorwhirlanddrumvibration，thedynamicmodelofadisk—drum—shaftsystemwasestablishedforthedrum—disktyperotorsinturbo-machines．Basedonthemodel，theeffectofunbalancedrotorwhirlondrumvibrationwasstudied．Theresultsshowthattheunbalancedrotorwhir

4、liscoupledonlywiththedrumvibrationmodeswhichcarryonecircumferentialwavenumber．Ifthesupportstiffnessoftheshaftislinear，thecentroidmotionlocusoftheshaftwillbeacircleandthesteady—statevibrationofdrumcannotbemaintained．However，thecentroidmotionlocuswillbeco

5、mplexprovidedthatthesupportstiffnessoftheshaftisnonlinear．Underthiscircumstance，slightandsteady·statevibrationofdrumwillbeinducedbythewhirloftheunbalancedrotor．Keywords：rotorwhirl；drumvibration；unbalance；disk—drum—shaftsystem；dynamicmodel鼓盘式转子由若干轮盘、鼓筒及转

6、轴组成，因兼有得结果进行比较研究，分析边界条件对动力学特性影鼓式转子抗弯刚度大、盘式转子承受离心载荷能力强响。Lam等基于Love壳体理论，研究两端简支约束等优点，在航空燃气涡轮发动机等叶轮机械中应用广的转动截头圆锥壳自由振动问题。Civalek提出离散泛⋯。然而鼓盘式转子鼓筒为典型的薄壁壳体构件，奇异卷积法(discreteSingularConvolutionMethod)用于虽抗弯刚度大、自重轻，却极易产生振动。考虑轮盘偏分析具一般边界约束的转动圆锥壳振动问题。洪杰心所致不平衡质量会造成叶轮机械

7、结构振动，故需对等采用瞬态激振方法对转动状态下轴对称薄壁壳体不平衡转子涡动影响鼓筒振动特性进行研究。结构行波振动特性进行试验研究。曹航等¨在MSC．薄壁圆柱壳或圆锥壳为鼓筒常见结构形式。针对Nastran动力学分析模块基础上进行二次开发，用转动薄壁圆柱壳及圆锥壳振动问题已有较多研究。DAMP语言编制科氏力矩阵与离心刚度矩阵，通过扩DiTaranto等以无限长转动圆柱壳为研究对象，探讨展商用有限元软件分析功能，实现对转动壳体行波振科氏力对壳体振动特性影响，获得转动圆柱壳振动分动分析。李健等应用Donne

8、ll壳体理论，采用复分析中须考虑科氏力影响的结论。Huang等I4对载荷析方法研究转动薄壁悬臂圆柱壳在法向激励作用下行作用下转动圆柱壳振动响应求解进行研究，分析、探讨波振动。科氏力对两端简支转动圆柱壳强迫振动影响及简谐移以上虽有诸多研究成果，但对薄壁壳型鼓筒、轮动载荷作用下转动薄壁圆柱壳共振现象。Lain等盘、转轴组成的轮盘一鼓筒一转轴系统振动问题研究对采用不同壳体理论研究转动层合圆柱壳振动问题所尚少见。因此，本文针对带圆柱壳型鼓筒的单盘跨中转子模型，考