转子临界转速计算的一维模型修正方法.pdf

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1、第32卷第3期2015年6月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．32No．3Jun．2015文章编号：2095—1248(2015)03—0006—06转子临界转速计算的一维模型修正方法王天胤，王克明，屈美娇，辛桂雨，郑喜洋(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：采用有限元法，建立一维和三维模型计算一个转子的临界转速，在对一维模型计算结果进行误差分析的基础上，提出一维模型的修正方法。应用此方法建立了修正极转动惯量的一维模型并计算临界转速。通过比较计算结果发现，未修正一维模型的计算结果比三维模型的高，一

2、阶临界转速最多高96％，二阶临界转速最多高50％，采用修正极转动惯量的方法对模型进行修正后，一阶临界转速最大偏差降低至5％，二阶临界转速最大偏差降低至0．7％，计算结果接近三维模型的计算结果。关键词：转子系统；临界转速；有限元法；一维模型；模型修正中图分类号：V211文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2015．03．002Studyonthecorrectionmethodofone-dimensionalmodelforrotorcriticalspeedcalculationWANGTian—yin，WANGKe—ming，QuMei-jiao，X

3、INGui—yu，ZHENGXi—yang(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract：Byfiniteelementmethod，criticalspeedofarotorsystemiscalculatedusingone—dimensionalmodelandthree—dimensionalmodelrespectively．Basedontheerroranalysisofthecalculationresults，acor-rectionmetho

4、doftheone—dimensionalmodelisproposed．TIlismethodisusedtoconstructtheone-dimen-sionalmodelwiththemomentofinertiaandthencalculatecriticalspeed．Thecomparisonofthecalculationresultsshowsthatthecomputationoutcomeoftheone—dimensionalmodelwithoutcorrectionishigherthanthatofthethree—dimensionalmodel．Inext

5、remecondition，thefirstcriticalspeedCanbe96％higher，andthesecondcriticalspeedCanbe50％higher．Aftermodifyingthemomentofinertiaoftheone—dimensionalmod—e1．themaximumdeviationsofthefirstandthesecondcriticalspeedsreduceto5％and0．7％respectively．Thecalculationresultsofmodifiedone—dimensionalmodelareclosetore

6、sultsofthethree—dimensionalmod—e1．Keywords：rotorsystem；criticalspeed；FEM；one—dimensionalmodel；modelcorrection随着计算机技术和有限元软件的发展，有限元方法以其更高的求解精度和稳定性被广泛应用在转子系统动力分析上。但是在用于航空发动机整机计算时，有限元模型规模往往非常大，导致一般配置的工作站难以完成。解决这一问题常用的有效方法是对模型进行合理的简化，在保证计算收稿日期：2014—12—01作者简介：王天胤(1987一)，男，辽宁沈阳人，硕士研究生，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪

7、声，E—mail：wangtianyin071l@163．com；王克明(1954一)，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，E—mail：wkm308@126．tom。第3期王天胤，等：转子临界转速计算的一维模型修正方法7结果满足精度要求的前提下三维实体有限元模型简化成一维有限元模型，减小模型规模，缩短计算时间，降低对计算机硬件的要求。本文通过分析一个简单转子系统一维模型计算结果的误差来源，提