基于ANSYS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究

针对一个实际应用的磁悬浮支承柔性转子系统,进行多组参数条件下的有限元模态分析,分别得到系统的前8阶临界转速与模态振型。将有限元计算结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的正确性。通过对该磁悬浮转子系统的有限元分析表明:"轴承主导型"的低阶临界转速及振动模态是由轴承控制器各控制通道决定的;而"转子主导型"的高阶临界转速及振动模态符合传统的轴承转子系统动力学特性普遍规律。     

单级双吸离心泵转子系统的可靠性分析

针对单级双吸泵转子系统可靠性问题,采用有限元的方法对转子进行了静力学分析和模态分析,对转子系统的可靠性进行了研究。首先,对单级双吸离心泵转子系统结构进行了分析,建立了转子系统的有限元模型;然后,针对转子系统的应力、强度、临界转速等方面,对单级双吸离心泵转子系统进行了可靠性分析;最后,对单级双吸离心泵的轴的临界转速理论进行了分析。研究结果表明:单级双吸离心泵转子系统的材料满足应力要求,轴危险截面处安全系数大于许用安全系数;模态分析和理论计算中,转子系统的一阶临界转速远离本身固定频率及倍频处,同时转子系统一阶临界转速计算值大于设计转速1.2倍,满足设计标准,不会产生共振现象。     

二氧化碳离心压缩机的振动分析与故障诊断

应用ANSYS软件建立某二氧化碳离心压缩机转子的三维有限元模型,计算出离心压缩机转子的前五阶固有频率.通过对仿真结果的模态分析,证明该离心压缩机的实际工作频率远离其自振频率,从而避免共振所导致的转子严重变形.排除共振故障可能之后,根据对该离心压缩机进行在线监测的数据的比较分析,并综合分析了测点的振动频谱和轴心轨迹特征,判断出该离心压缩机产生振动的主要故障类型为转子不平衡,为大型动力设备的故障诊断提供了新方法.     

旋叶式压缩机转子的有限元模态分析

运用有限元分析软件ANSYS,对旋叶式空调压缩机核心运动件--转子建立了有限元模型,并时其进行了模态分析,得出了该类型转子的前10阶固有频率和振型.分析结果不但为转子系统的故障诊断、安全运行和振动控制提供了理论依据,还为其结构改进、优化设计和动力学修改提供了重要参数.     

基于APDL的涡旋压缩机转子组件轻量化实现

针对涡旋压缩机的系统振动与噪声,在主轴结构简化的基础上创建了其等效力学模型;以铁木辛柯梁(Timoshenko Beam)理论为依据,利用APDL语言开发了基于参数化的转子组件有限元建模程序。通过多载荷步下的转子动力学分析,计算提取了主轴传动系统的模态参数及Campbell图,在此基础上确定了转子的1~4阶临界转速。建立了多变量条件下的动力学优化数学模型,采用零阶寻优算法对转子组件进行轻量化设计,结果将平衡铁总质量M减轻了1.041 kg,同时优化了配重质量M2,M3和偏心半径R2,R3,并提高了主轴系统前4阶的临界转速,有利于涡旋压缩机的减振降噪和高速化发展。     

变转速下涡旋压缩机转子系统不平衡瞬态响应分析

基于ANSYS Workbench软件对某卧式涡旋压缩机转子系统三维模型模态分析,获取转子系统前六阶模态的固有频率、振型以及临界转速;应用瞬态不平衡响应分析法对该转子系统在变转速工况下(尤其启动时)运行、不平衡质量产生离心力的变化问题进行分析。分析结果表明:临界转速在工作转速0～6000 r/min范围内没有出现转子系统最大变形出现位于平衡铁外边缘处,变形量为3.8698e-3mm。依据旋转机械标准振动评价等级ISO-10816,转子系统振动状态良好,工作平稳运行。     

海水泵转子系统的临界转速计算分析

为了增强海水泵的可靠性能,需要对海水泵转子-轴承系统进行临界转速分析。采用横向和纵向综合分析新型模态方法,通过有限元软件Workbench研究导轴承刚度、联轴器的扭转刚度、支撑间隙对海水泵转子系统临界转速的影响。通过改变轴承之间的支撑间距发现:轴的一阶及二阶临界转速随着轴承间距的增加而增加;从转子"干"和"湿"的横向和纵向的模态分析发现:转子的一阶临界转速远离转子系统的固定频率及倍频处,满足API设计标准。同时采用理论值与有限元计算值对比分析,提高模拟计算准确性,增强泵的安全可靠性。     

基于ANSYS的高速永磁电机转子模态分析

为避免某款高速永磁电机的转子在运行时与外界响应产生共振,运用有限元分析方法、ANSYS软件对高速转子进行了模态分析和仿真,获得了该转子的8阶固有频率、振型和坎贝尔图。研究结果表明:该转子的额定转速(60 000 r/min)远低于其临界转速,不会出现共振现象。研究结果可以为相似高速转轴的设计提供理论基础。     

某型号航空电机转子动力学分析

为了避免航空电机在运行过程中额定转速与电机固有临界转速接近而产生共振,应用ANSYS有限元分析软件对某航空电机转子进行转子动力学分析,得到了电机转子在相对应实际工作转速、力矩下的七阶频率模态振型图及临界转速的坎贝尔图。通过分析坎贝尔图得出了该电机转子的四个临界转速,将电机额定转速与临界转速对比,结果相差较大,说明了电机不会因为额定转速与临界转速接近而产生共振,电机转子结构设计具有合理性,为同类产品的转子动力学仿真分析提供了可靠的依据。     

电磁轴承支承的透平膨胀机转子系统模态分析

针对电磁轴承支承的高速透平膨胀机转子系统,利用ANSYS软件建立详细的三维实体模型,并采用适当方法生成合理的有限元模型,对电磁轴承在转子系统中的模拟和作用进行探索.使用一组实测的控制器参数,结合电磁轴承系统的实际结构和刚度阻尼的计算方法,计算电磁轴承的刚度阻尼系数.并以此为输入参数,经ANSYS模态分析得到该转子系统的前8阶临界转速和模态振型.其中前6阶临界转速远低于系统工作转速,对应为系统的扭转、轴向平动或刚体摆动振动模态;后2阶临界转速接近系统工作转速,对应一阶弯曲振动模态.计算结果表明,系统在现有结构及参数条件下不能按预定的工作转速稳定运转,需要改进设计.由计算结果分析知道,轴向电磁轴承对转子系统动力特性有一定影响,某些情况下不能忽视.理论计算结果与试验情况基本吻合,可为该转子系统设计提供理论依据.此研究思路与方法可作为同类系统动力特性研究的一种参考.     

卧螺离心机螺旋输送器转子系统的动力学分析

为了通过螺旋输送器转子系统的动力学特性来研究其工作性能,本文利用有限元软件ANSYS,建立了螺旋输送器转子系统的有限元模型,并进行了模态分析和谐响应分析,计算出转子系统的固有频率和振型,从绘制的Campbell图得出临界转速。研究了转子系统在不平衡激励之后可能产生的共振问题,同时绘制了共振位移与频率的关系图。结果表明,基于ANSYS软件的有限元分析方法方便、实用,对临界转速的分析可以作为避免共振的理论依据,第1阶临界转速时不同位置的共振情况分析为实现卧螺离心机的状态监测和故障诊断提供了参考。     

冲击响应时域法测量转子的一阶临界转速

通过对冲击响应时域法的研究,提出一种更加适合中小企业的转子临界转速测定方法。首先从理论上分析了冲击激励点与响应测量点的选择对分析冲击响应具有重要作用,激励点的选择可以控制模态振型的组合,而测点位置的选择能够反映特定阶次振型的振动;然后对某型号多级离心泵转子进行多次冲击响应测定实验,通过对比频域信号确定了最佳激励点和最佳测点的位置,还探讨了最佳激励点和最佳测点与振型的关系;最后对多个激励点与测点测得的时域信号进行了一阶临界转速的测算,结果证明最佳激励点和最佳测点测的效果最好。该研究为转子临界转速的测量提供了一种较为简易的测量方法,具有重要的应用和参考价值。     

水环真空泵临界转速的计算和有限元分析

针对于水环真空泵转轴系统的临界转速问题,在综合传统算法的基础上,提出了一种新的有效的计算方法。该计算途径首先将阶梯轴通过当量直径来等效转换为等径轴,计算出其临界转速。同时将叶轮等效为均布载荷,利用叠加原理计算挠度,可计算出只有叶轮载荷下(不计轴重)的临界转速。最后运用邓克尔莱方程可计算出转轴系统的临界转速。同时运用ANSYS Workbench软件对转动机构进行模态分析,分析结果显示计算结果正确。该计算方法能很好地求解工程中阶梯轴转子系统的临界转速,特别是对于叶轮转子轴向长度较长而不宜采用集中载荷的实际情况。     

转速对转子振动频率的影响

本文研究转速对转子振动频率的影响。首先对SOLID WORKS有限元软件进行模态分析的可靠性结果进行验证,然后计算了27种不同转速下前10阶转子振动频率,并分析其变化规律,提出使用SOLIDWORKS有限元法求解实际工程上临界转速的新方法。研究结果表明,随着转速增加,转子的振动频率将相应增加,且其增加具有非线性;随着转速的变化,转子的高阶次振动频率将发生组合和分离,其临界点发生在临界线（＂振动频率=转速对应频率＂直线）上;利用有限元法和临界线,求解实际工程临界转速的新方法比其他方法的准确性更高。     

基于有限元法计算机直接制版设备辊筒模态分析

针对计算机直接制版设备辊筒进行有限元法动力学理论推导和临界转速的确定,利用Ansys workbench对辊筒进行模态分析,得出前六阶振型和极限转速。在满足辊筒20μm振动条件下,对辊筒进行静态分析,得出辊筒的最大转速、强度和挠度满足实际工况需求,并验证辊筒在最大工作转速下不会产生共振现象,实现了辊筒静动态特性的分析。     

Generalized modal balancing for non-isotropic rotor systems

This paper primarily aims at the new generalized modal balancing for non-isotropic rotor systems. The method is based on the derived unbalance modal responses from the complete modal analysis for non-isotropic rotor systems. We found, from investigating the modal configuration to be balanced, that the isotropic and asymmetric rotor systems appear a single 1X harmonic, whereas the anisotropic and general rotor systems appear duel and multiple harmonics, respectively. Furthermore, for the asymmetric and general rotor systems, each harmonic is combined with the multiple modal parameters. The peculiar feature for balancing the non-isotropic rotor systems is that the additional right eigenvector and counter excitation in stator to cancel the anisotropy are required to suppress effectively the total residual response. In this process, the concept of the dominant balancing mode is drawn from the definition of the major harmonic. Also it is suggested that the balancing performance is dependent upon the degree of accuracy of the unbalance modal response that is approximated by the dominant mode at a critical speed.The numerical simulations of the simple general rotor model with one balancing plane are performed to demonstrate the theoretical findings and effectiveness of the proposed method for non-isotropic rotor systems.     

基于ANSYS的大型异步电机转子系统动态特性分析

采用有限元分析软件ANSYS建立了大型异步电机YKS1000-4TH转子系统的集中质量-梁单元有限元模型和三维有限元模型.采用Qr damped法对两种模型进行了模态分析,求得系统的前3阶固有频率和振型,并计算出相应的主轴临界转速.最后改变油膜支承刚度,分析系统临界转速随油膜刚度的变化规律,为大型异步电机转子系统的设计提供了理论依据.     

空冷135 MW汽轮发电机转子横振特性研究

首先应用动力特性计算程序对某大型空冷汽轮发电机转子进行临界转速计算，以考核其是否达到国标规定的设计要求。然后应用模态试验技术对转子一轴承系统进行模态分析，以验证计算的正确性，最后通过测量获得转子的实际临界转速，全面获得该空冷汽轮发电机转子的横振特性资料。     

Robust modal vibration suppression of a flexible rotor

This study deals with active robust modal vibration control of rotor systems supported by magnetic bearings. The inherent divergent rigid body modes are suppressed by using a dual-level control approach. Finite element method is applied to formulate the rotor model. The Timoshenko beam theory, including the effects of shearing deformations and rotary inertia, is considered in this work. Because practical control systems are often limited by its sensing, hardware, and computation speed capabilities, the reduced order approach is often used for a control system design. This study applies the independent modal space control (IMSC) approach to extract the accurate lower modes from the complex rotor systems with the gyroscopic effect considered. In practice, it is extremely difficult to model the complete dynamic characteristics of a rotor system. The model may contain unmodelled dynamics and parameter changes, which can be viewed as uncertainties of a system. As opposed to the conventional control approach, which requires fixed and accurate system parameters, this study considers robust control approach to design a controller capable of tolerating external disturbance and model uncertainties. It is demonstrated that the proposed approach is effective for vibration suppression when the system is subjected to impulsive or step loading, speed variation, and sudden loss of disk mass.     

变频电机转子临界转速有限元计算

采用有限元法对某变频电机转子进行了模态分析,计算得到了转子的临界转速、固有频率和振型.通过临界转速和振型图分析了转子的振动特性.计算结果表明,转子的设计具有良好的结构刚度,转子系统临界转速安全系数合理.最后对比了有限元法和传递矩阵法的临界转速计算结果,证实了有限元法的准确性.