弹性支承的悬臂转子临界转速计算分析.pdf

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1、·杌械研究与应用·2013年第2期(第26卷，总第124期)研究与分析弹性支承的悬臂转子临界转速计算分析陈景超，薛晓宁(广东海洋大学工程学院，广东湛江524088)摘要：临界转速是各类高速旋转机械一个重要参数，以弹性支承的悬臂转子为研究对象，分别采用传统公式法和基于有限元ANSYS软件对其求临界转速，再利用转子动力学专业软件SAMCEF进行分析该转子的临界转速，把三种方法求得的数值进行分析比较，结果表明转子动力学专业软件SAMCEF对转子临界转速的计算准确性更高，计算更为方便，为工程实践计算转子临界转速提供了很好的工具。关键

2、词：悬臂转子；有限元分析；临界转速中图分类号：TH123文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)02—0001—03ElasticSupportCantileverRotorCriticalSpeedComputationalAnalysisCHENJing—chao．XUEXiao—ning(EngineeringCollege，GuangdongOceanUniversity，ZhanjiangGuangdong524088，China)Abstract：Criticalspeedisanimportant

3、parameterinallkindsofrotatingmachineryathighspeed，takingelasticsupposingcantileverrotorastheresearchobject，thetraditionalformulamethodandthefiniteelementANSYSsoftwareareadoptedtosolvecriticalspeed，afterusingrotordynamicsprofessionalanalysissoftwareSAMCEF，criticalsp

4、eedoftherotorisanalyzed，thethreemethodsforthenumericalanalysisofcomparisonarecomparedandanalyzed，theresultsshowthattherotordynamicprofessionalsoftwareSAMCEFofrotorcriticalspeedcalculationaccuracyishigher，andismoreconvenienttocalculate，whichprovideagoodtoolforengine

5、eringpracticecalculationofrotorcriticalspeed．Keywords：cantileverrotor；finite-elementanalysis；criticalspeed1前言阵；{F}为外部激振力矢量；{U}、{}、{U}为加速旋转机械在石油、化工、机械制造等各领域都有度向量、速度向量、位移向量；由于转子有回转效应，广泛应用，转子是旋转机械的核心部件，其工作稳定要考虑陀螺效应的影响，在转子动力学中，还要考虑性直接影响整机安全。在离心机等各类高速机械转旋转阻尼，所以转子系统的动力学方

6、程表示为：子结构往往采用外悬外重心悬臂转子结构，该结构极[]{U}+([C]+[G]){}+([K]+易引起机械振动，振动会加速零件磨损，缩短机械的[S]){U}={F}(2)使用寿命，严重的还会造成人员伤亡事故。临界转速式中：[G]是陀螺矩阵；[．s]是旋转阻尼矩阵¨J。计算是高速机械振动稳定性设计的主要内容，为了使3利用传统公式求解临界转速机器在正常工作时，工作转速避开其临界转速，正常某悬臂转子如图1所示，d=50mm，L=800mm，运转时避免发生共振，需计算转子的临界转速。a=400mm。圆盘的质量M=77．75kg

7、，直径D=500笔者对一弹性支承的悬臂转子求解其临界转速，mm，宽度B=50inn，臂长d=25mm。支承到左端点利用通用的有限元分析软件ANSYS和LMS公司的的距离分别为0mm和800ITlm。转子材料为钢材，转子动力学专业软件SCMCEFROTOR分别对弹性支弹性模量为E=2．1x10“N／m，泊松比=0．3，转子承的悬臂转子进行分析，求解出转子的临界转速，再密度为P=8000kg／m，圆盘当量密度为P=7920利用传统公式法计算临界转速值，进行对比分析，验kg／m，弹性支承刚度为k=5x10。N／m。证计算结果的准确

8、性，证明利用有限元法求解临界转速的可行性。2基本原理计算通用的动力学方程为：[]{U}+[c]{U}+[K]{U}={F}(1)式中：[]、[C]、[K]为系统的质量、阻尼及刚度矩图1悬臂转子示意图收稿日期：2013—03—15作者简介：陈景超(1986-)，男，安徽阜阳人，在读硕士，研究