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因此有必要對其轉子系統的振動和噪聲問題進行深入研究。本文以自主研發的某型雙葉片環保泵為研究對象，采用ANSYS CFX和Workbench，基于流固耦合對比分析了不同軸承剛度下轉子系統模態振型、固有頻率及臨界轉速，為類似泵轉子軸承選擇以及結構優化設計提供一定參考。

內容積比是衡量螺桿壓縮機工作性能的重要參數，雙螺桿壓縮機的增壓部件是一對相互嚙合的陰陽螺桿轉子，轉子型線和螺桿的幾何特性直接影響雙螺桿壓縮機的工作性能，因此改進螺桿轉子的結構對提升雙螺桿壓縮機的壓縮性能及改善泄漏具有重要意義。邢子文，等［３～５］在雙螺桿壓縮機的轉子型線方面做了大量的工作，提出了計算轉子接觸線長度的方法，并研發了螺桿轉子的設計軟件。

現在ANSYS WORKBENCH在新版本中可以使用二維軸對稱諧波單元進行計算[1]，筆者也對該新功能進行學習。比如在進行轉子臨界轉速計算時，使用MODAL分析模塊，需插入symmetry,然后在symmetry下插入general axisymmetric，見圖1.

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

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。

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。

1 雙螺桿壓縮機基本原理 雙螺桿壓縮機是一種做回轉運動的容積式氣體壓縮機械，隨著螺桿轉子的轉動，陰陽轉子間的齒間容積沿轉子軸線從吸氣端運動到排氣端，且齒間容積由小到大再變小，發生周期性的變化，完成吸氣、壓縮和排氣過程。

N/mr,2,%k11%,%k22%,%k12%,%k21%,2e3,5e3rmore,-4e3,3e34 Workbench模擬過程轉子動力學系列（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）

圖15 雙支撐結構轉軸彎曲模態振型圖16 雙支撐結構轉軸固有頻率測試結果2.2 雙支撐結構改善效果驗證基于上述雙支撐結構組裝壓縮機，驗證其對轉軸6f振動噪聲問題的改善效果，所得結果如圖17～18所示。

雙螺桿壓縮機 1、雙螺桿壓縮機的工作原理 螺桿式壓縮機汽缸內裝有一對互相嚙合的螺旋形陰陽轉子，兩轉子都有幾個凹形齒，兩者互相反向旋轉。

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

如圖1所示，以實際雙螺桿壓縮機的固體轉子作為本研究的最終測試案例，做一簡單的熱傳導模擬來演示傳熱過程中的時間尺度差異。轉子由不銹鋼材料制成。轉子初始溫度設定為300K，轉子葉片暴露在周圍流體中，溫度為400k。

4 雙螺桿壓縮機案例 本文以N35無油雙螺桿壓縮機為研究對象，陽轉子的運行速度為6000rpm到14000rpm，陽轉子直徑為127.45mm，陰轉子直徑為120.02mm，兩個轉子之間的中心距離為93.00mm。轉子的長徑比為1.6，陽轉子的包角為285.0度。同時考慮流體域和固體域，以實現兩者之間的共軛傳熱問題。

算例命令流及源文件見付費內容轉子動力學系列（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

陽轉子的工作轉速從6000到14000rpm不等，陽轉子直徑127.45 mm，陰轉子直徑為120.02 mm，兩個轉子之間的中心距為93.00 mm。轉子的長徑比為1.6，陽轉子的包角為285.0°。仿真中采用了兩個獨立的模型:流體域模型和固體域模型。兩個模型之間的耦合傳熱是通過迭代過程耦合在一起的。 在流體模型中，采用網格生成軟件SCORG對雙螺桿轉子部分進行網格劃分。

需要將以下輸入作為Workbench Mechanical中的宏的參數提供 參數： ARG1 臨界速度數 ARG2 每轉激勵次數 = 0默認為1.0（同步激勵） 軸承剛度 ARG3 最低值 ARG4 最高值 ARG5 步數= 0 默認為10 旋轉速度方向（歸一化為單位） ARG6 X分量 ARG7 Y分量

圖 1 雙螺桿式制冷壓縮機的典型結構 1.1 振動噪聲的產生誘因 1.1.1 機械性振動噪聲 雙螺桿式制冷壓縮機陰陽轉子通過相互嚙合實現同步旋轉，齒面接觸時不可避免地產生沖擊與接觸，形成周期性的交變應力，誘發轉子軸系產生機械振動。