一种利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法技术方案

技术编号:43524358 阅读:26 留言:0更新日期:2024-12-03 12:12
本发明专利技术公开了一种利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,S1:建立转子动力学模型;S2:设定转子有限元模型的求解参数;S3:获得有限元模型的结构信息及求解参数信息;S4:计算每个实体单元的结构质量矩阵、结构陀螺矩阵和结构刚度矩阵,形成三项结构总体矩阵;S5:得到转子动力学的求解方程;S6:将转子动力学的求解方程转换为一阶动力学方程形式,并计算一阶动力学方程的共m阶的复数特征值;S7:重复计算;S8:基于求解得到的每一阶复数特征值得到待分析转子系统的每一阶临界转速。本发明专利技术通过将结构质量矩阵、结构陀螺矩阵和结构刚度矩阵引入到转子运动学方程中进而求解临界转速,显著提高了转子系统的临界转速求解精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机辅助工程中的固体力学仿真领域,尤其涉及一种利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法


技术介绍

1、转子系统的临界转速一直是一个挑战性的求解问题,工程中转子系统在旋转过程中由于惯性力矩的作用,使得转子会因为陀螺效应而产生对应的陀螺力矩,由于陀螺力矩的作用,在某些特定转速下,转子可能会出现旋转轴的偏离,从而引发不稳定的振动和失稳现象,并引起共振,降低转子系统的寿命。实际中将引发转子系统共振时的转速称为转子系统的临界转速,为避免转子系统的转速达到临界转速而造成损坏,准确求解转子系统的临界转速则具有重要意义。

2、求解转子系统临界转速的方法大多需要离散处理转子系统,目前主流的求解方法主要包括传递矩阵法和有限元法,其中传递矩阵法只能应用于模型简单、规则的转子结构,对于复杂模型很难通过试凑得到准确的系统特征值。此外该方法通常忽略轴端质量的影响,这就意味着获得的临界转速精度通常较低,因而该方法很难适用于大模型的转子结构计算。

3、有限元法是一种更为精确的方法,包括离散为梁单元的转子动力学有限元法和离散为轴对称单元的转子动本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,具体步骤包括:

2.根据权利要求1所述的利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,S5中,所述转子动力学的求解方程表示为:

3.根据权利要求2所述的利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,S4中,所述结构陀螺矩阵的计算步骤包括:

4.根据权利要求3所述的利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,S6中,将所述转子动力学的求解方程转换为一阶动力学方程形式,并计算一阶动力学方程的共m阶的复数特征值的过程为:

5.根据权利要求4所述...

【技术特征摘要】

1.一种利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,具体步骤包括:

2.根据权利要求1所述的利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,s5中,所述转子动力学的求解方程表示为:

3.根据权利要求2所述的利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,s4中,所述结构陀螺矩阵的计算步骤包括:

4.根据权利要求3所述的利用实体单元求解转子系统临界转速的有限元方法,其特征在于,s6中,将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:李帅张群
申请(专利权)人:英特工程仿真技术大连有限公司
类型:发明
国别省市:

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