盤軸的案例
裂紋盤軸轉子系統的振動分析
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[摘 要]本文首先建立了含橫向裂紋彈性盤軸系統的動力學模型,然后利用L agrange 方程推導出了系統的動力學
方程,接著采用假設模態法對變量進行離散,求出了系統振動頻率與軸的轉速、裂紋深度及裂紋位置的關系,并與有
關文獻進行了比較。
[關鍵詞]裂紋;盤軸轉子系統;振動分析;假設模態法
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Ansys經典 接觸分析 實例 命令流 案例 盤軸 教程 文檔 ￥5
根據本實例的結構特點，我們將首先建立代表盤和軸的兩個 1/4 圓環面，然后對 其進行網格劃分，得到有限元模型。
經過一系列設置后，得到的有限元模型如下：
求解 得到接觸單元上的壓力分布云圖 如下：
最后附上部分命令流：
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最后，大家有關于編程和仿真的任何需求可以添加管理員微信號：CAE320，同時也歡迎大家關注“320科技工作室”的微信公眾號，掃一掃二維碼即可關注~~
高壓多級氫渦輪泵轉子動力學設計與試驗研究
這使氫渦輪泵轉子向柔軸發展。而補燃式發動機的渦輪通常為大流量低壓比的渦輪，為了提高其效率往往采用兩級反力式。這樣就增加了轉子結構的復雜性，并帶來了附加軸向力，這都對轉子的設計提出了更高的要求。
在轉子的設計中，借鑒了美國SSME氫渦輪泵、俄羅斯PД-0120氫渦輪泵、日本LE-7氫渦輪泵、法國HM-60氫渦輪泵及中國氫渦輪泵等多種型號的結構形式。根據國內外發動機的研制經驗，在大推力火箭發動機的氫渦輪泵中極易出現轉子不穩定的現象，這是由氫渦輪泵結構的復雜性和其惡劣的工作條件造成的，轉子的工作轉速通常都在二階臨界轉速以上。針對這一特點，高壓多級氫渦輪泵轉子(見圖1)要按柔性轉子的特性進行設計，因此采用了以下幾項措施：
圖1 氫渦輪泵轉子
1—彈性支承；2—渦輪盤；3—泵葉輪；4—誘導輪；5—阻尼器。
a) 采用雙列軸承及在每列軸承中間加預載的方式，有助于提高軸承的支承能力。
b) 由于氫渦輪泵在二、三階臨界轉速之間工作，因此，為了保證其從啟動到關機的整個工作區域內能夠穩定地工作，在渦輪端和泵端都采用了具有阻尼特性的彈性支承結構，即在鼠籠式彈性支承內加入金屬橡膠阻尼器。轉子的支承剛度由鼠籠、軸承和阻尼器的組合剛度確定。同時，金屬橡膠阻尼器具有很大的阻尼作用，既可以減小轉子的振幅，也可以減輕軸承的載荷，從而較好地保證轉子的動態穩定性。具有彈性減振支承的轉子振幅頻率特性可按下式估算：
式中 ω--工作轉速；
ωk--臨界轉速；
a--阻尼特性系數；
e--偏心量；
m--計算質量。
c) 采用盤軸一體的渦輪轉子，即兩級渦輪盤與軸通過長螺栓組成不可拆卸的整體結構。
展開 旋轉機械的模態分析及模型簡化思路
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在轉子動力學中，經常采用的力學模型有兩種：連續質量模型和離散質量模型；
連續質量模型基本按轉子的實際結構，將轉子視為質量連續的彈性體，在數學上描述連續質量模型的運動通常用偏微分方程；但由于實際轉子的幾何結構復雜，在數學上很難列出偏微分方程定解問題的邊界條件，求解較為復雜，因而在實際應用中受到很大限制；
離散質量模型是將實際結構離散化，將連續的無限自由度模型變成離散的有限自由度模型，描述其運動的往往是常微分方程；
離散質量模型又依據離散方法的不同分為有限元模型與集中質量模型，有限元模型是將連續的旋轉體離散成按一定方式相互連接的數目有限的單元的組合體；集中質量模型是將實際轉子簡化為一系列無質量的彈性軸和固結在此軸上的有質量的剛性盤，構成所謂的盤軸系統。
有限元模型往往單元數量很大，對實際結構的簡化近似很小，因而可以得到較為精確的計算結果，但計算量同時也很大；相比之下，集中質量模型結構簡單，計算量小；如果簡化合理，往往也能得到較為精確的結果。
另外，轉子動力學的常用的數學計算方法，傳遞矩陣法；該方法的主要特點是矩陣的階數不會隨系統自由度的增加而增加，編程簡單、運算速度快，尤其適合MATLAB等數值計算軟件進行處理，基于集中質量模型來進行計算，由于其將大量的結構信息簡化為極為簡單的的集中質量——梁模型，不能確保模型的完整性
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展開 
航空發動機壓氣機和渦輪輪盤的載荷特點及計算狀態
四、機動飛行時產生的陀螺力矩
對于帶有風扇葉片的大直徑風扇盤，應考慮陀螺力矩對盤的彎曲應力和變形的影響。
五、葉片及盤振動時產生的動載荷
葉片及輪盤發生振動時在輪盤中產生的振動應力，應與靜應力疊加。一般動載荷有：
葉片受到的周期性不均勻氣體力。由于流道內支架及分離式燃燒室的存在，導致氣流沿周向不均勻，從而給葉片產生一個周期性不平衡的氣體激振力。這個激力的頻率為：Hf =ωm。其中，ω 為發動機轉子的轉速，m 為支架或燃燒室的個數。
盤表面所受周期性不均勻氣體壓力。
通過相連的軸、連接環或其他零件傳給盤的激振力。這是由于軸系的不平衡，導致整機振動或轉子系統振動，從而將帶動與之相連接的盤一起振動。
多轉子渦輪葉片之間存在復雜的干擾力，他們將對盤、片系統振動產生影響。
盤片耦合振動。盤邊耦合振動與盤片系統的固有振動特性相關，當盤片系統所受的激振力與系統的某階動頻接近時，系統將發生共振，并產生振動應力。
六、盤與軸連接處的裝配應力
盤與軸的過盈配合將對盤產生裝配應力，裝配應力的大小取決于過盈配合量、盤和軸的尺寸及材料等因素，且與盤上受到的其他載荷有關。
展開 工程實際中，臨界轉速影響因素有哪些？怎樣測量確定轉子臨界轉速？
葉輪裝在軸上，使軸剛度有一定程度增加，因而提高了轉子的臨界轉速。不同的轉子結構形式影響不一樣，如整鍛轉子的輪 盤對軸的剛度影響小，對其臨界轉速影響也不大；套裝轉子的輪 盤是套裝在軸上的，輪轂的寬度、內外徑及輪 盤與軸之間的過盈值都會使軸的剛度增加，臨界轉速有所增加。
聯軸器對臨界轉速的影響。軸系是用聯軸器連接，聯軸器的剛性愈大，轉子之間連接剛性愈大，因而相對于單個轉子，軸系的臨界轉速升高愈多。汽輪機經常采用剛性、半撓性和齒輪聯軸器，其中剛性聯軸器較其他兩種聯軸器對臨界轉速影響大。
支承剛度對臨界轉速的影響。支承剛度綜合反映了軸承油膜，軸承座和有關基座的剛度，它對臨界轉速有很大影響。支承剛度低，各階臨界轉速都降低，剛度高，臨界轉速也都升高。而且在支承剛度的某些范圍內，臨界轉速的變化十分劇烈。
按剛性支承計算的臨界轉速要比按彈性計算的高出很多，實際上軸承座、軸承油膜都不是絕對剛性的．因此．在對于大中型機組設計中必須按彈性支承條件來進行計算轉子的臨界轉速。如果按剛性支承座來計算，實測值和計算值就會有一很大偏差。
二、機組臨界轉速現場怎樣測量確定，應注意什么？
機組實際運行狀態下的臨界轉速與制造廠給定的設計值存在偏差，因此需在現場利用機組升降速過程和超速過程中實測得到，作為指導運行依據。
現場測取軸承座或軸振動的幅值和相位，振動量值隨轉速變化的關系稱為幅頻特性，相位隨轉速變化關系稱為相頻特性。
展開 航空發動機數字化檢測系統
該技術在盤、軸、整體葉盤等典型零件上廣泛應用，促進檢測效率和設備利用率大幅提升，盤類自動化檢測比例由30%提高到80%以上，長軸類零件由全手工檢測提高到100%。
質量數據統計分析和可視化
結構化的產品質量數據便于統計分析，通過數據統計分析技術應用，能夠獲取檢驗任務完成情況、產品合格率、設備利用率、檢驗人員工作量等支持管理決策的數據指標，能夠便捷高效地統計對發動機振動、配合關系有重要影響的零組件檢測數據，為發動機故障分析、零組件選配提供數據支撐。
結束語
航空發動機企業正在經歷數字化轉型的重大變革，產品質量數據是企業最重要的數據資產之一，數字化檢測系統是產品質量數據的主要生產者，通過數字化檢測系統可以便捷高效地采集、歸集、整理、傳遞產品質量數據，是企業逐步向數字化智能制造發展的必要條件，對提高檢驗工作效率、預防錯漏檢，提升產品質量控制能力、檢測設備利用率等方面有明顯促進作用。
來源：《航空動力》 作者：同更強 劉潔 徐易
展開 汽車轉向系統知識1
動力系統
使用機械轉向裝置可以實現汽車轉向，當轉向軸負荷較大時，僅靠駕駛員的體力作為轉向能源則難以順利轉向。動力轉向系統就是在機械轉向系統的基礎上加設一套轉向加力裝置而形成的。轉向加力裝置減輕了駕駛員操縱轉向盤的作用力。轉向能源來自駕駛員的體力和發動機(或電動機)，其中發動機(或電動機)占主要部分，通過轉向加力裝置提供。正常情況下，駕駛員能輕松地控制轉向。但在轉向加力裝置失效時，就回到機械轉向系統狀態，一般來說還能由駕駛員獨立承擔汽車轉向任務。
液壓式動力轉向系統
其中屬于轉向加力裝置的部件是:轉向液壓泵7、轉向油管8、轉向油罐6 以及位于整體式轉向器4 內部的轉向控制閥及轉向動力缸5 等。當駕駛員轉動轉向盤1 時，通過機械轉向器使轉向橫拉桿9 移動，并帶動轉向節臂，使轉向輪偏轉，從而改變汽車的行駛方向。與此同時，轉向器輸入軸還帶動轉向器內部的轉向控制閥轉動，使轉向動力缸產生液壓作用力，幫
轉向系統
助駕駛員轉向操作。由于有轉向加力裝置的作用，駕駛員只需比采用機械轉向系統時小得多的轉向力矩，就能使轉向輪偏轉。
優缺點:能耗較高，尤其時低速轉彎的時候，覺得方向比較沉，發動機也比較費力氣。又由于液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統。
電動助力動力轉向系統
簡稱電動式EPS或EPS(Electronic Power Steering system)在機械轉向機構的基礎上，增加信號傳感器、電子控制單元和轉向助力機構。
電動式EPS 是利用電動機作為助力源，根據車速和轉向參數等因素，由電子控制單元完成助力控制，其原理可概括如下:當操縱轉向盤時，裝在轉向盤軸上的轉矩傳感器不斷地測出轉向軸上的轉矩信號，該信號與車速信號同時輸入到電子控制單元。
展開 ANSYS臨界轉速計算算例
ANSYS臨界轉速計算算例
根據幾何模型建立有限元模型，轉子主體部分（盤、軸）采用SOLID45單元，支承采用彈簧—阻尼單元COMBIN14。彈簧—阻尼單元的末端約束所有自由度。為了避免軸向的剛體位移，將彈簧—阻尼單元始端的軸向自由度約束。
關于轉子動力學中臨界轉速的計算以及Campbell圖的繪制請看幫助文檔中第247和第254個例子。這兩個例子有問題的詳細描述和命令流，你對照著命令流看一下。如果有不明白的再聯系我。
ANSYS臨界轉速計算算例.doc
簡單介紹一下沖壓件加工廠的摩擦壓力機
1—帶輪 2、5—摩擦盤 3—軸 4—飛輪 6—螺桿 7—圓螺母 8—支架 9、12—傳動桿 10—橫梁 11—擋塊 13—工作臺 14—手柄 15—機身 16—滑塊
圖所示為沖壓件加工廠摩擦壓力機的結構簡圖。其傳動原理為：電動機通過帶傳動使軸3帶動兩摩擦盤高速轉動；軸3既可以帶動兩摩擦盤轉動，又可以帶動兩摩擦盤作軸向移動。由于兩摩擦盤間的距離比飛輪4的直徑稍大，操縱手柄14則可以控制兩摩擦盤中的一個與飛輪邊緣接觸，利用摩擦力帶動飛輪4和螺桿6旋轉，根據螺桿與螺母的相對運動原理，使滑塊16向上（或向下）運動，完成沖壓工序。
展開 燃氣輪機低壓渦輪壓氣機轉子動力學分析
加重位置位于第0級壓氣機輪盤及渦輪盤上, 第0級壓氣機輪盤上的不平衡量為2.54 g;渦輪盤上的不平衡量為1.37 g。
3.3.2 計算結果
在不平衡響應計算結果中, 可以得到轉子在計算頻域范圍內的最大響應值, 同時也可以得到工作轉速范圍內的最大響應值。最大響應值包括最大相對變形以及最大相對旋轉角度。
3.4 瞬態響應分析
轉子系統的瞬態響應分析主要是轉子系統不平衡突然變化, 作用在轉子系統上的外載荷突然變化或轉子系統在變轉速下工作等情況下, 轉子系統的響應分析, 包括轉子系統的位移、變形以及支承結構的傳遞載荷分布。對于帶擠壓油膜阻尼器的轉子系統, 在機動載荷作用下的響應需進行瞬態分析。飛機機動飛行時引起的機動載荷(陀螺力矩和慣性力), 通常按靜載處理, 即只計及機動載荷作用下轉子結構的靜位移。對于帶擠壓油膜阻尼器的轉子系統, 需要用瞬態響應分析方法分析在該沖擊載荷作用下阻尼器的承載能力和抑制失穩的能力。此外, 對于支承各向異性或帶非同心型擠壓油膜阻尼器的轉子系統, 需要采用瞬態響應分析方法才可能求得穩態響應特性。
對于Jeffcott轉子, 其計算模型為1只計剛性不計質量的柔性軸, 軸中央置1具有質量偏心的單盤,軸兩端對稱地安裝在剛性支承上。盤的質心坐標為xc和yc, 它與固定坐標x和y的關系為:
轉子除受不平衡力作用外, 還受由加速或減速引起的慣性力作用, 在固定坐標系統內轉子系統的運動方程為:
式中:m, c, k分別為盤的質量、系統外阻尼、軸剛度;θ=ω· t, ω為自轉角速度, α為角加速度, e為質量偏心距。
展開 
民用航空發動機制造用到不少鍛壓技術
航空渦軸發動機結構特點
01
大量采用整體葉片盤
整體葉盤在20世紀80年代首先在渦軸發動機上應用，已成為發動機技術發展方向，可帶來“減重、減級、增效、提高可靠性”的技術效益，據2005年公布的數據，JSF升力風扇尺寸已達到：葉盤直徑 Φ50英寸（1270mm），葉片長度19英寸（480mm），整體葉盤尺寸越來越大是未來的發展趨勢。
高等轉子動力學(理論技術與應用)
高等轉子動力學(理論技術與應用)
作者:聞邦椿等編
出版社:機械工業出版社 出版日期:
頁數: 裝幀:平裝
開本:開 版次:1
ISBN:711106911 定價:52元
前言
第1章 轉子動力學的計算分析方法
1 轉子動力學計算的特點
2 轉子－支承系統的建模
3 具有各向同性支承的轉子系統的計算分析
4 具有各向異性支承的轉子系統的計算分析
5 用傳遞矩陣法求解轉子系統的瞬態響應
6 傳遞矩陣－阻抗耦合法
7 傳遞矩陣－分振型綜合法
8 傳遞矩陣－直接積分法
9 關于盤、軸單元的傳遞矩陣及數值積分差分格式的討論
參考文獻
第2章 軸承的動力特性
1 滑動軸承的動力特性
2 滾動軸承的動力特性
3 擠壓油膜阻尼器軸承的動力特性
參考文獻
第3章 轉子系統的動力穩定性
1 穩定性理論和穩定性判據
2 擾動力的一般線性化模型及穩定性分析
3 蓖齒密封的動力特性系數
4 材料與結構內阻尼
5 油膜失穩
6 內腔積液及充液轉子
7 碰摩引起的轉子失穩
參考文獻
第4章 轉子系統的電磁激勵與機電耦聯振動
1 機電耦聯振動的特點
2 發電機轉子系統的電磁激發振動
3 電動機轉子系統的電磁激發振動
4 轉子系統的機電耦聯非線性振動
參考文獻
第5章 旋轉機械參數的測試和識別
1 滑動軸承油膜動特性系數識別
2 滾動軸承動剛度的測試
3 擠壓油膜阻尼器動力特性的試驗測定
4 轉子系統邊界參數的識別
參考文獻
第6章 故障轉子的動力特性
1 轉子系統的失穩
2 裂紋轉子
3 轉子的彎曲故障
4 轉子不對中
參考文獻
第7章 旋轉機械故障論斷技術
1 設備的監測與診斷
2 模糊診斷
3 模式識別診斷
4 神經網絡故障診斷技術
5 智能論斷系統
6 變速旋轉機械轉子的狀態監測
參考文獻
第8章 旋轉機械振動故障的分析與治理
展開 千耘導航QY410|常見故障及解決方案
三、精準度低
1、車輛問題
解決辦法
1、檢查方向盤轉向軸、轉向球頭以及液壓油缸連接處，如果間隙過大請維修。
2、查看配重，如果配重不足請增加配重。
調試問題
解決辦法
1、查看橫滾側傾值，如果過大請在水平路面上重新校準。
2、地況差參數配比不合適，請重新調試入線以及震蕩參數、
設備問題
解決辦法
1、檢查主機、外置陀螺位置，如果震動過大請調整主機、外置陀螺位置。
2、檢查前輪角度傳感器是否安裝穩定，固定螺絲是否擰緊。
3、檢查電機支架是否安裝牢固，電機轉動間隙是否過大。
四、其他
1、無法自動駕駛
解決辦法
檢查角度傳感器和主機是否損壞，如有請維修或更換。
自動駕駛方向盤左右亂擺
解決辦法
1航向問題，請將車輛勻速向前駕駛并點擊作業界面右上角向上箭頭一次。
2角度傳感器虛接或損壞，請重新插拔線纜，損害請維修或更換。
軟件升級不成功
解決辦法
網絡問題，請在網絡狀況良好的地區重新升級，或連接WiFi升級。
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展開 協同創新 研發多向模鍛技術
由于多向模鍛具有以上特點，因此被廣泛用于航空、汽車拖拉機制造、原子能工業等行業中，其中有關中空架體、活塞、軸類、筒形件、大型閥體、管接頭、飛機起落架、發動機機匣、盤軸組合件等鍛件，已開始采用多向模鍛的工藝進行生產。
2021年之前我國并沒有專門的工程中心研究多向模鍛技術。在2021年2月，上海電機學院經上海市科委批準成立了上海多向模鍛工程技術研究中心填補了國內這一空白。近期，《鍛造與沖壓》記者有幸采訪了上海電機學院機械學院(以下簡稱“學院”)教授、中國鍛壓協會多向模鍛技術專業委員會干事長辛紹杰先生，聽他給我們講一講他與多向模鍛技術的不解之緣。
結緣鍛造
辛教授與鍛造行業的緣分，要從學院2011年承擔上海重型機器廠有限公司的大型鍛件加工設備—核電封頭鍛造專用工作轉臺開發項目開始，他參與了項目實施全過程，對應用該設備進行大型鍛件的鍛造有了深刻認識，也見證了學院承擔的上海重型機器廠有限公司委托的關于鍛壓設備、輔具和典型鍛件制造的企業重大專項課題以及學校與上重等企業共同承擔的國家重大專項的實施過程。
自2017年負責機械工程學科以來，辛教授便在學院前期研究的基礎上將多向模鍛技術作為學科和個人的研究方向，結合企業需求，形成了多套模具設計方案，獲得多項發明專利，組織了多向模鍛機的設計工作，也組織了多向模鍛實驗室建設和團隊建設工作，如上海市高原學科-機械工程經過2018-2020的建設，通過了驗收，2021年成功獲批成立上海多向模鍛工程技術研究中心(以下簡稱“研究中心”)。
扎根學院
辛教授自2006年來到學院，便扎根于此，至今已15個年頭。學院是一所面向先進制造業及現代服務業，以工學為主，經濟學、管理學、文學、藝術學、理學等學科協調發展的普通高等院校。學院成立于1953年，初時校名為上海電器制造學校。
展開 