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轉子動力學ansys仿真流程方法工程中的回轉機械，如渦輪機、電機等，在運轉時經常由于轉軸的彈性轉子偏心而發生橫向彎曲振動。當轉速增至某個特定值時，振幅會突然加大，振動異常激烈，當轉速超過這個特定值時，振幅又會很快減小。使轉子發生激烈振動的特定轉速稱為臨界轉速。工程師要做的就是查找轉子系統的臨界轉速，從而將系統修改轉速或者添加一定的支撐，來避開臨界轉速。

多軸轉子模型轉子動力學系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態轉子動力學分析轉子動力學系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速轉子動力學系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用轉子動力學系列（七）：帶支承結構的復雜轉子分析轉子動力學系列（六）：考慮預應力的轉子動力學分析轉子動力學系列（五）：隨轉速變剛度和變阻尼的模擬

運動方程為：轉子動力學系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用1.例子如圖剛性支撐單圓盤轉子，圓盤質量m=20kg，半徑R=120mm，轉軸的跨度l=750mm，直徑d=30mm。圓盤到左支點的距離a=l/3=250mm。求該轉子臨界轉速及振型。

：帶支承結構的復雜轉子分析轉子動力學系列（六）：考慮預應力的轉子動力學分析轉子動力學系列（五）：隨轉速變剛度和變阻尼的模擬轉子動力學系列（四）：不同軸承單元對比（COMBIN14和COMBI214）轉子動力學系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）轉子動力學系列（二）：不平衡響應分析轉子動力學系列（一）：臨界轉速與坎貝爾圖

氦氣輪機采用單軸立式布置，工作時由徑向電磁軸承和軸向止推電磁軸承支承、非工作狀態由徑向機械軸承和軸向止推機械軸承支承。由于氦氣輪機采用單軸雙支承結構，從而決定了其柔性轉子的動力學特征。在總體結構設計上，如何調整轉子臨界轉速、如何確保轉子過臨界時較小的振動幅值以及如何保證計算的準確性等，這些都是我們十分關心的問題。

圖4 帶軸伸結構的Jeffcott轉子伯德圖當在聯軸器端加4盎司-英寸不平衡量與圓盤不平衡量反相時，系統仍會呈現特殊動力學行為。第一反共振點：約4,000 RPM，低速區振幅較小但伴隨180°相位突變。第二反共振點：約8,500 RPM（自平衡轉速）同樣出現180°相位反轉特性。因此若實際中觀察到非常規相位突變或反轉現象，建議重點檢查：聯軸器動平衡狀態或耦合動力學特性。

轉子升速過程中應盡量迅速、平穩地通過臨界轉速，避免在臨界轉速附近停留。因此對臨界轉速的計算和分析是轉子動力學的主要內容之一。一般情況下，單個多自由度振動機械結構的通用動力學方程為：式中：M為系統的質量矩陣；C為系統的阻尼矩陣；K為系統的剛度矩陣；u為廣義矩陣坐標矢量；F為作用在系統上的廣義外力。

計算轉子動力學時考慮流固耦合作用，需將流場仿真結果作為邊界條件加載到對應轉子結構部件處，流固交界處選擇流固耦合面。1.4軸承動力特性計算環保泵轉子臨界轉速計算前，需要根據轉子實際運行狀態對軸承動特性系數進行定義。球軸承剛度計算公式[23]為式中：K為軸承剛度，N/mm；Fr為徑向載荷，N；n為滾珠數量；d為滾珠直徑，mm；γ為滾珠接觸角。

在工程上，工作轉速低于第一階臨界轉速的轉子稱為剛性轉子，大于第一階臨界轉速的轉子稱為柔性轉子。由于轉子作高速旋轉運動，所以需要平衡。靜平衡主要用于平衡盤形轉子的慣性力；剛性轉子的動平衡可以通過通用平衡機來平衡慣性力和慣性力偶，消除轉子在彈性支承上的振動；柔性轉子的動平衡比較復雜，從原理上區分，有振型平衡法和影響系數法兩類。

在轉子動力學術語中，這些安裝的部件通常被稱為圓盤，由于它們與軸相比具有很高的剛度，因此被模擬為剛性物體。在臨界轉速分析中，只有圓盤的慣性是重要的。軸是柔性單元，也有慣性。軸的完整規格需要考慮它的幾何尺寸和材料特性，如楊氏模量、泊松比和密度。軸承是支持軸的部件。這些部件由它們的等效剛度和阻尼系數來描述。現在，讓我們看看這些信息是如何傳遞給 App 的。

轉子動力學系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）轉子動力學系列（二）：不平衡響應分析轉子動力學系列（一）：臨界轉速與坎貝爾圖

- 它是一種旋轉機械，相當于單彈簧質量阻尼系統，在無質量彈性軸上具有集中質量 - 它是一個單自由度系統，通常用于引入轉子動力學特性 - 本章將使用下面顯示的Jeffcott轉子來演示轉子動力學的一些概念 無質量彈性軸軸長米，軸直徑= 0.06米 盤直徑= 0.5m，盤厚= 0.06m，盤質量m = 91kg

除了一些轉子動力學專業軟件（比如SAMCEF ROTOR,DYROBES,MADYN2000等）以外，大型綜合軟件比如MSC NASTRAN、ANSYS也可以用于轉子動力學特性計算，常見的臨界轉速、不平衡響應、扭振頻率以及穩態和瞬態特性計算均可計算。ANSYS經典版本可滿足臨界轉速、不平衡響應、扭振頻率以及穩態和瞬態特性計算。

案例14-基于Nelson-Vaugh轉子代表模型的軸組件轉子動力學 轉子動力學在確定臨界速度和最終設計能夠承受極端振動的轉動結構中扮演重要的地位。本案例演示了使用Nelson-Vaugh轉子模型的轉子動力學分析應用。 使用3D實體模型的2D軸對稱代表模型來做轉子動力學分析。2D軸對稱模型的分析結果與全3D模型的結果進行對比。

具體命令流如下：轉子動力學系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態轉子動力學分析轉子動力學系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速轉子動力學系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用轉子動力學系列（七）：帶支承結構的復雜轉子分析轉子動力學系列（六）：考慮預應力的轉子動力學分析轉子動力學系列（五）：隨轉速變剛度和變阻尼的模擬

轉子動力學系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）轉子動力學系列（二）：不平衡響應分析轉子動力學系列（一）：臨界轉速與坎貝爾圖

轉子動力學系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態轉子動力學分析轉子動力學系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速轉子動力學系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用轉子動力學系列（七）：帶支承結構的復雜轉子分析轉子動力學系列（六）：考慮預應力的轉子動力學分析轉子動力學系列（五）：隨轉速變剛度和變阻尼的模擬轉子動力學系列（四

（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態轉子動力學分析</a></p><p><br></p><p><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1829037" rel="noopener noreferrer" target="_blank">轉子動力學系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速</a></p><p><br></p>

轉子-軸承系統的橫向振動計算分析 通過分析轉子系統應變能、動能分布情況，判斷轉子振型，以及軸承、支撐、轉子及其零部件在不同振型下運動形態和特征； 通過臨界轉速分析，得到轉子臨界轉速與支承剛度變化規律； 通過伯德圖計算由不平衡力，軸彎曲或盤傾斜等原因引起的轉子系統的穩態同步響應，可直接在圖中顯示臨界轉速及工作轉速范圍，以方便校核工作轉速是否滿足API中關于隔離裕度的要求； 通過非線性諧波響應和瞬態響應分析能得到相應的軸心軌跡圖

不平衡響應分析在轉子動力學特性分析中非常重要，它提供給我們兩個信息，一個是峰值轉速的大小，也稱作臨界轉速，另一個信息是過臨界時轉子-軸承系統響應。對于基于一維梁單元的轉子-軸承系統不平衡響應，在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進行的。不平衡量是通過施加Rotating Force來實現的。