有限元模型对双转子系统临界转速计算结果的影响

《有限元模型对双转子系统临界转速计算结果的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、有限元模型对双转子系统临界转速计算结果的影响慕鹏王克明缪辉艾书民（沈阳航空航天大学航空航天工程学部，辽宁沈阳110136）摘要：利用ANSYS分别对同一双转子系统建立一维、二维和三维有限元模型。用该软件自带的参数化编程语言(APDL)编制这三种有限元模型的临界转速计算程序，分别求出这三种模型对应的临界转速和主振型。把计算的结果与传递矩阵法求得的结果进行对比，通过对比发现，一维模型与传递矩阵法的计算结果较吻合，二维模型与三维模型的计算结果较吻合。结果表明合理建立有限元模型对计算转子系统的动力学特性具有重要意义。关键词：双转子系统；有限元模型；临界转速；主振型；ANSYS中图分类号：V231.

2、96文献标识码：ATheinfluenceofFiniteelementmodelonresultsofcriticalspeedsofadual-rotorsystemMUPengWANGKemingMIAOHuiAIShumin(DepartmentofAerospaceEngineering,ShenyangAerospaceUniversity,LiaoningShenyang110136)Abstract:Inthispaper,one-dimensional,two-dimensionalandthree-dimensionalfiniteelementmodelsarecre

3、atedbyANSYSonthebaseofthesamedual-rotorsystem.ByusingANSYSParametricDesignlanguage(APDL),threeDual-rotorcriticalspeedscalculationprogramsarecompiledtofindoutcriticalspeedsandnormalmodesforthreemodelsrespectively.Comparingtheresultsofthreemodelstotheresultsoftransfermatrixmethod,theresultsofone-dim

4、ensionalmodeliscloselywiththeresultsobtainedbytransfermatrixmethod，andtheresultsoftwo-dimensionalmodeliscloselywiththeresultsofthree-dimensionalmodel.Theseresultsshowthatbuildingappropriatefiniteelementmodelshasimportantsignificanceforcalculationofdynamiccharacteristicsofrotorsystems.Keyword:finit

5、eelementmodel;dual-rotorsystem;criticalspeed;normalmode;ANSYS0引言航空发动机转子系统的动力学特性决定着航空发动机工作的稳定性和结构的安全性。临界转速特性作为转子系统动力学特性的重要组成部分，越来越受到广泛关注。对转子临界转速的研究和计算是转子动力学的重要内容之一[1]。收稿日期：作者简介：缪辉（1987-），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：miaohui198707@yahoo.com.cn；王克明（1954-），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。目

6、前对转子临界转速的计算方法主要有传递矩阵法和有限元法。国内外许多专家和学者普遍采用这两种方法对转子系统的动力学特性进行深入而广泛的研究，发展到今天，这两种方法已经很成熟。尤其在求解转子的临界转速、不平衡响应等问题时，有限元法不仅表达式简单、规范，还特别适用于转子和周围结构组成的复杂结构的分析[2]。本文用ANSYS对一个双转子系统进行动力学特性分析，计算和分析了不同有限元模型对双转子系统临界转速计算结果的影响。1结构模型研究的双转子系统模型如图1所示。该系统主要由内轴、外轴、轮盘和轴承组成，其中盘1和盘4、盘2和盘3是对称分布的，四个轴承中只有轴承3是联接内轴和外轴的中介轴承，其余轴承只与

7、内转子或外转子联接。该模型可模拟航空发动机的双转子结构。该双转子系统的结构模型参数如表1所示。由于内转子比外转子更细长，加上两个转子之间的中介轴承的影响，所以双转子系统的动力学特性比单转子系统更复杂。图1双转子系统结构简图表1双转子系统模型参数（m）轴轴长内径外径外转子转轴0.40.040.06内转子转轴0.800.02盘内径外径厚度至轴承1轴向距离盘10.020.220.050.1盘20.060.220.050.3盘3