燃气轮机转子支承刚度计算研究
４ ２
加工精度 等各方 面 因素 的影 响 ， 得这种 波纹 使
环 式 弹 性 支 承 的 刚 度 难 以 比较 准 确 地 计 算 ， 其 近 似计 算 公 式 为 ［２ ６４ １８
燃气轮机转子支承 刚度计算研究——钟芳 明， 龚建政 ， 贺
星
Ｋ ：— — — — — —
— — — — —
（） ５
（ ３ ［ （ 等（５ ９＋２ 】 Ｄ 。－ 一）４ Ａ ０ １ １ １４ ．） ． Ａ
式 中 ：— — 波纹环 内侧 或外 侧 的凸 台数 ； ｎ
— —
方法计算 油 膜反 力 ， 至今仍 是这 个 领 域有 待 解 决 的重要 问题 。在分 析转 子动 力 特性 时 ， 除转 子． 支 承系统 自身 的 刚度 外 ， 还要 计 及 油膜 刚度 。Ｎ ｖ ａｉ ．
— —
耦 合 。 因此 ， 动 轴 承动 力 学 实 际上 是 一 个 流 固 滚 耦 合 问题 ， 必须联 解耦 合 的流体 润滑 的雷诺 方程 、
弹性 变形 方 程及 压 （ ） 方 程 。 目前 只 能在 某 温 粘
Ｄ ＝（ ＋Ｄ ） ２ Ｄ１ ２ ／ ；
弹簧 （ 即与 弹 性 支 承组 合 使 用 ） 的挤 压 油 膜 阻 尼
器 ， 耵油 膜假设 下 可 以推 导 出等效 刚度 和 等 效 在
上 ，ｍ
日 —— 凸台 的厚 度 ， Ｈ＝ｈ＋ｓ ；
— —
修正系数 ， （ Ａ＝ ｎ＋
；
阻尼计算 式 ：
（） ７
１３ 滚动 轴承 ．
滚动 轴承是 一 种 高 载荷 流 体 动 力摩 擦 副 ， 不 仅存在 固体 接触 的 弹性 变形 ， 且有 流 体 动 力 润 而
滑油膜 的影 响 ， 性 变形 与 润 滑 油膜 之 间 又 相互 弹
ｃ —— 油膜 环 间隙 ；
ｅ —— 油膜 内环 圆轨 迹进动 的半 径 ；
弹性 支 座用 螺栓 ５固定 在 机 匣 ６上 ， 臂 地 悬
上） 。因而在计算采用 了弹性支承结构 的支承系
统 时 ， 将机 匣考 虑为 刚性体 。 可
１ ２ 弹 性支承 －
支 承转 子 。支 承 的弹性来 自于具有 较低 刚性 的 鼠 笼条 ７ 。在 转 子 横 向 载荷 作 用 下 ， 性 支 座 上 的 弹 表 面 挤 压油膜 ， 到减 振 作 用 。在燃 气 轮 机 的 起
Ｅ－ ｉ ： ｕ ｙ ｕ ０ ８ ｓ ｈ ． ｏ ｍａ ｌ ｘ ｅ ｏ ｌ １ ＠ ｏ ｕ ｅ ｍ
由图 ２可见 ， 采用 弹性 支承后 ， 阶临 界转速 低 降低 到发 动机 工作 转 速 范 围 以下 ； 高 阶 临界 转 而 速则 由原来 刚性 支承 时 的临界转 速值 提高 到发动
４１
进 行 了刚度试 验研究 。通 过对 试验结 果 的分析 获
得了鼠笼结构参数对 刚度 的影响规律 ， 并进一步 得到 刚度计算 修正 公式 。
频 率
图 ２ 转子不平衡响应的幅频特・ 眭
Ｋ ：０ ０ ６ １× ．２
ｔ 。
（） ３
目前 ， 燃气 轮 机 上采 用 的弹性 支 承 结 构 多种
断 面的 弹性 杆 。弹性杆 两端 与相 邻零件 的连接一 般采 用 高温钎 焊等 方 法 ， 以保证 连 接 刚 度 与接 头
的抗疲劳性能。这种弹性支承所提供的刚度计算
方法 与 鼠笼式 一样 ， 只是 其 中各 弹性 杆 的抗 弯断
面惯 性矩 与杆 的位置无 关 。拉杆 式 弹性 支 承刚度 计算 式为
求解 复杂结 构及 边 界 条件 ， 以机 匣的 支 承 刚度 所 多选用 有 限元法 进行计 算分 析 。根 据线 刚度 的计 算 公式 可 以方便 地求 出机 匣的径 向支 承刚度 。
＝
Ｆ６ ／
（） １
式 中 ： —— 机匣 支承 的刚度 系数 ；
卜
１油 膜 环 ；一 性 支 座 ；一 承 ；－ 轴 ；・ 栓 ； ・ ２弹 ３轴 ４转 ５螺
图 ４ 波 纹 环 式 弹 性 支 承
这种各 向异 性就 基本 消失 了 。将 笼条截 面近 似成 矩形 ， 得到 刚度计 算式 ］
：
其 主要 弹 性元 件 是 一个 在 内 、 表 面制 有相 外 互 错 开 的均 匀 分 布 的若 干 凸 台 的环 形 件—— 波 纹 环 。其 内表 面 的 凸 台 与轴 承 安 装 座 外 表 面 配
＝
其 中 ： Ｄ —— 波 纹环 的 内 、 直径 ； Ｄ 、 外 ｓ —— 凸 台的凸 出高度 ；
— —
（） ６
凸台与 圆弧段 的过 渡 圆直径 。
Ｃ ｓ ｉ＝ 式 中 ：— — 润滑油 的动 力粘 度系数 ； 肛 Ｒ —油 膜环 的平 均半径 ； — ￡ —— 油膜 轴 承宽度 ；
大 ， 其 支 承结 构 简单 ， 工 和装 配也 方 便 ， 产 但 加 生 和使用 经验 丰 富 ， 靠性 高 。笼 条 式 弹性 支 承包 可 括 鼠笼 式 和拉杆式 。它 们均 可 以分别加 挤压 油膜 阻尼器 或其 它挠度 限制 器构成 弹 性阻尼支 承 。
１２ １ 鼠笼式 弹性 支承 ．．
— —
施加 在轴 承外 环 的径 向力 ；
在 Ｆ下响应 的径 向位移 。
６机匣 ； － ． ７鼠笼条 ； Ａ油膜轴颈表面
图 １ 燃 气 轮 机 弹 性 支 承 的 典 型 结构
对 于有 弹性 支 承 的转 子 系 统 的支 点 ， 匣 的 机
刚度一 般要 远大 于 弹 性 支 承 的 刚度 （ １个 量 级 以
弹性 支 承 ） 。
材 料 弹 性 模 量 ；－ 条 截 面 宽度 ； ｂ笼
＾笼 条截面高度 ； 笼条长度 － ｚ ．
图 ３ 鼠 笼 弹 性 支 承 结构 示 意
如果杆 的数 目较少 ， 当不 平 衡 力 作用 方 向变 化时， 弹性 支承 的刚度 瞬 时可能是 变化 的 ， 因而会 显示 出各 向不 均 匀 性 。但 当 弹性 杆 数 目较 多 时 ，
不 考 虑 油 膜 刚度 的影 响 。
关键词 ： 燃气 轮机 ； 转子一 支承系统 ； 等效 刚度 ； 弹性阻尼支承 中图分类号 ： ６ ４ １ １Ｔ ４ Ｕ ６ ．３ ；Ｋ ７ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：６ １７５ （０ ２ ０ －０ １０ １７ ．９３ ２ １ ） １ ４ －４ ０
频特 性 。
轮机 转 子支承 的 刚度计算 必须 考虑 支承各 结构 的
刚度 特 性 ， 要包 括 机 匣 、 主 弹性 支 承 、 油膜 阻尼 器
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ３—１ １ 修 稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — ３—１ ６
第一作者简介 ： 钟芳 明（９ ６一） 男 ， １８ ， 硕士生 。 研究方 向： 舰船燃气动力装置
初 步设计 阶段 ， 支承 刚度进行 近 似计算 ， 对 使其 与 转 子动 态特 性 参 数 匹 配 得 当非 常 重 要 Ｊ 。燃 气 ２ Ｊ
燃 气轮机 转 子 ． 承 系 统 通 常 都 采 用 弹 性 支 支
承 ， 刚度相对 于转 子 的刚度 较低 ， 其 即所谓 低 刚性
弹性支 承 。这 样可 以使得 转 子系统 的临界 转速 降 低 到要求 的数 值 而不 削弱 转 子本 身 的刚 性 ， 且通 过 临界转 速 时 ， 子 的振 幅和 通 过轴 承 座 的外传 转 载荷很 小 。图 ２给 出的是某 转子 不平衡 响应 的 幅
燃 气 轮机机 匣 的支承 刚度计 算是 一个静 力学 问题 ， 以用解 析法 、 可 能量 法或者 有 限元 法求 得数 值解 。通 常 由于发动 机 的转子支 承 系统结构 和传
力路线 等很 复杂 ， 涉及 的零 件多 ， 而有 限元法 适合
大都采用 了弹性阻尼支承 ， 见图 １ 。
燃气 轮机 作 为 高速 旋 转 机 械 ， 其转 子 动 力 特 性对 燃气 轮 机 的安 全 性 有 重 要 影 响 … 。 支 承 的
刚性 对转 子 的动力 特性有 着至关 重 要 的影 响 。现
及 轴承 。
１ 支承 系统 各 组件 刚度
１ １ 机 匣 ．
代燃 气轮 机转子 大都 采用 “ 柔轴 ” 计 ， 设 为避 开 转 子 的临界 转速及 减 小 轴 承作 用 力 ， 支 承 结 构 中 在
ｎ ｂｈ Ｅ ２ ２
—
一
（） ２
ｔ
合， 外表面 的凸台则 与支座 的承力 环 内表面配
合 。在任 一 瞬 间 ， 纹 环 上 的 曲杆 有 一 半 是 不 波 受 力 的 ， 一 半 则 按 正 弦 分 布 规 律 承 受 不 同大 另 小 的径 向力 。另 外 ， 由于 凸 台 的尺 寸 、 圆角 以及
第 ４ 卷 第 １期 ｌ ２１ ０ ２年 ０ ２月
船 海 工 程
Ｓ Ｐ ＆ ０Ｃ ＨＩ ＥＡＮ ＥＮＧ ＮＥ Ｉ Ｉ ＥＲ ＮＧ
Ｖｏ． Ｎｏ １４１ ．１
Ｆｂ ２ １ ｅ ．０ ２
Ｄ Ｉ１ ．９ ３ ｊｉ ｎ １７ －９ ３２ １． １０ ２ Ｏ ：０ ３ ６／．ｓ ． ６ １ ５ ．０２ ０ ．１ ｓ ７
ｅ—ｔ ｅ 方程 和 Ｒ ｙ ｏ ｓ ｒ ｏ ｓ Ｓｋ ｅ ｎｌ 方程 是建 立在动 压润 滑 ｄ 理 论基 础上 的油 膜 运 动方 程 ， 其 应用 于带 定 心 将
波纹环 的厚 度 ；
６ —— 波纹 环 的宽度 ； 口 — 凸 台长度 ； — Ｄ — — 波纹环 的平 均直 径 ，
第１ 期
船
海
工
程
第４ １卷
机工 作转 速范 围 以上 。 同时 ， 采用 阻尼器 时 ， 临界 转速 时 的响应 峰值 将 大 大减 小 ， 而 保 证 发动 机 从
微型燃气轮机浮环轴承-悬臂转子系统动力学特性分析
微型燃气轮机浮环轴承-悬臂转子系统动力学特性分析
沈那伟;陈照波;焦映厚;马文生
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2012(031)003
【摘要】对浮环轴承支承的悬臂转子系统的动力学特性进行分析,建立了浮环轴承双层油膜Reynolds方程和浮环运动方程.采用4节点等参h-精细有限元网格,通过Galerkin方法求解系统Reynolds方程得到双层油膜压力.在小摄动范围内,联合悬臂转子系统的动力学方程、浮环运动方程求出浮环轴承的等效刚度和阻尼系数.应用商业有限元软件ANSYS12.1对实际微型燃气轮机用浮环轴承-悬臂转子系统进行临界转速、谐响应及不平衡响应等转子动力学仿真计算.通过与实验结果对比,验证了此物理计算模型的正确性,并证明了用此方法分析浮环轴承-悬臂转子转子动力学问题具有实际意义.
【总页数】5页(P27-31)
【作者】沈那伟;陈照波;焦映厚;马文生
【作者单位】哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】TH313
【相关文献】
1.微型燃气轮机浮环轴承动力学参数影响因素研究 [J], 沈那伟;焦映厚;陈照波;马文生
2.考虑浮环支承的涡轮增压器转子系统动力学行为研究 [J], 朱磊;魏道高;史伟
3.微型燃气轮机浮环轴承稳定性研究 [J], 张宝裕;岑少起;郭红;胡松峰
4.浮环轴承转子系统动力学特性模拟计算 [J], 闫民;陈彦民;何洪
5.全浮式浮环轴承-转子系统动态特性与稳定性研究 [J], 徐涛;奉峥嵘;陈世凡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
某型燃气轮机低压涡轮压气机转子动力学分析
收稿日期 : 2010- 04- 20 作者简介 : 关琦 ( 1980- ), 男 , 工程师 , 研究方向为涡轮机结构强度振动。
# 128#
舰
船
科
学
技
术
第 32 卷
1 结构简介
该型燃气轮机低压涡轮压气机转子呈轴流轮毂 式整体结构 , 它由 9级低压压气机和 1 级低压涡轮组 成 , 低压压气机与低压涡轮之间通过低压涡轮轴连接 并以花键传递扭矩 (见图 1) 。 0 ~ 8 级低压压气机轮 盘、 叶片材料为钛合金 ; 低压涡轮盘、 叶片材料为高温 合金; 低压涡轮轴材料为马氏体不锈钢。低压涡轮压 气机转子呈 3 点支承结构, 前支承采用径向止推滚珠 轴承, 支承点位于压气机 0 级轮盘前段, 由弹性支承、 挤压油膜阻尼器、 滚珠轴承组成 ; 中间支承采用滚柱 轴承, 由挤压油膜阻尼器、 滚珠轴承组成, 支承点位于 低压压气机后轴径后段 ; 后支承采用滚柱轴承, 由弹 性支承、 挤压油膜阻尼器、 滚珠轴承组成, 支承点位于 低压涡轮轴后段。
[ 3]
建立总体直角坐标系 (X , Y, Z ) 和局部圆柱坐标
_
_
_
第 8期
关
琦 , 等: 某型燃气轮机低压涡轮压气机转子动力学分析 阻尼器的 8个参数计算
kxx = kyx = Cxx = Cyx =
2 ) L RL 3 48 E0 ( 1 + E 0 # 3 2 3 c ( 1 - E0 )
图 1 低压涡轮压气机转子 P ig . 5 T he rotor of low tu rbocompresso r
速产生比较大的影响, 叶片等效简化为集中质量加到 计算模型中。
2 计算模型
该型燃机低压涡轮压气机转子的 3D 模型较大 , 这将导致在网格划分以及计算过程中花费大量时间 , 因此我们对本机组的计算采 用 2D 轴对称模型。在 总体直角坐标系下建立二维轴对称单元 , 其种类有 3 节点或高阶 6 节点的三角形单元、 4 节点或高阶 8 节 点的四边形单元。每个节点有 9 个自由度 , 前 6 个自 由度与梁单元一样, 分别为沿旋转轴线方向的拉伸和 扭转, 以及由弯曲而引起的其他 2 个方向的线位移和 角位移。另外, 3 个自由度与旋转轴的横截面变形有 关 , 分别为拉伸引起的径向位移和弯曲引起的 2 个切 向位移。同时, 使用这类单元可以很好地模拟转子的 / 涡动效应 0。 系 ( er, z, eH )。 设定 u r, uz, uH, <r, <z, <H 为局部坐标系下的位移 分量, 将它们沿 H向按傅立叶级数展开如下 :
百万千瓦级核电汽轮发电机轴承座刚度计算
阶临界转速的区域 内使用 ， 因此 ， 汽轮发 电机轴承 座刚 度 的好 坏直 接影 响汽 轮发 电机转 子 一轴 承 一 基 础这一系统能否安全运行 Ｊ 。随着设备安装和运
一
行 情 况 的变 化 ， 轴承 座刚性 也会 有所 变化 ， 而导致 从 汽轮 发 电机轴 系 的动 力特 性变 化 。为使转 子 的工作
第３ ４卷 第 ７期
２１ ０ ２年 ７月
华 电 技 术
Ｈｕ ｄ ａ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ７ １３ ．
Ｊ １２ ２ ｕ． ０１
百 万 千 瓦级 核 电汽 轮 发 电机 轴 承座 刚度 计 算
王 秀瑾
（ 上海发 电设备成套设计研究 院 ， 上海 ２ ０４ ） ０ ２ ０
５ 结 论
（ ） 承 支撑 刚 度 对 汽 轮 发 电机 动 特 性 （ １轴 特别
是 临界 转速 ） 着 重 要 影 响 ， 汽 轮 发 电 机 刚 度设 有 在
计 之初 ， 精确 计算 刚度 有助 于机组 的安 全运 行 。 （） ２ 本文建 立 的汽 轮发 电机 转 子端 盖 式 轴承 座 刚度分 析有 限元模 型 ， 获得 端 盖 式 轴 承座 刚度 的 是 有 益探 索 。计算 获得 的端 盖式轴 承座 综合 刚度 与经 验数值 较 为接近 ， 承 支 撑 刚度 精 确 计算 中需 要 考 轴
收 稿 日期 ：０ ２— ６—１ ； 回 日期 ：０ ２— ６— ０ ２１ ０ ８修 ２ １ ０ ３
关 。轴 承油 膜 动 刚度 阻 尼 可 由专 门 的分 析 软 件
计算获得 ， 轴承支座及基 础的刚度则通常由经验值 获得 ， 但经验值的准确性有待于进一步研究确认。 本 文采 用 国 际 通 用 的大 型 有 限元 软 件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ
燃气轮机性能参数计算与优化
燃气轮机性能参数计算与优化燃气轮机是一种常见的能源转换设备，被广泛应用于发电、航空、船舶和工业等领域。
对于燃气轮机的性能参数计算与优化，可以帮助提高其工作效率和可靠性。
本文将介绍燃气轮机性能参数的计算方法，并探讨如何通过优化来提高其性能。
一、燃气轮机性能参数的计算方法1. 基本性能参数计算燃气轮机的基本性能参数包括额定功率、热效率、机械效率、运行特性等。
其中，额定功率可以通过测量轴功率和功率转换效率来计算。
热效率可以通过燃气轮机的进气温度、出口温度、进口压力和出口压力等参数来计算。
机械效率可以通过测量轴功率和热输入功率的比值来计算。
运行特性包括负载响应特性、燃气轮机的启动时间、停机时间等。
2. 气流参数计算燃气轮机的性能与气流参数密切相关。
气流参数包括进气流量、进气温度、进气压力、出口温度和出口压力等。
进气流量可以通过测量进气速度和截面积来计算。
进气温度和进气压力可以通过传感器来测量。
出口温度和出口压力可以通过烟道和排气管道上的传感器来测量。
3. 燃气轮机效率计算燃气轮机的效率主要包括燃烧效率、压缩效率和膨胀效率。
燃烧效率可以通过测量燃料输入和出口温度来计算。
压缩效率可以通过测量压缩比和冷却效果来计算。
膨胀效率可以通过测量膨胀比和膨胀进口、出口温度来计算。
二、燃气轮机性能参数的优化1. 空气增压系统的优化空气增压系统是燃气轮机中的重要组成部分，直接影响燃气轮机的性能。
通过优化空气增压系统的设计和运行参数，可以提高燃气轮机的效率和功率输出。
优化的方法包括增加空气压缩机的压缩比、优化压缩机的进气温度和出口温度、改善空气冷却效果等。
2. 燃气轮机的热管理燃气轮机在运行过程中会产生大量的热量，如何有效地管理和利用这些热量，可以提高燃气轮机的热效率。
优化的方法包括增加燃气轮机的余热回收装置、改善余热回收装置的换热效果、利用余热产生蒸汽等。
3. 燃烧室的优化燃烧室是燃气轮机中进行燃烧的关键组成部分，直接影响燃气轮机的燃烧效率和排放。
重型燃气轮机斜向转子支撑结构分析
在重型燃气轮机中 ，由于其 转子高速旋转的特性 ，转子的 同轴度 误差对机组的运行质量影响较大 ，严重时影响各轴瓦的载荷分配 ，并 产生较大的振动 。转子支撑的变形是 影响转 子同轴度—个重要的直接 因素 。本文主要 借助Ａ Ｓ Ｓ Ｆ Ｎ Ｙ Ｘ对转 子支撑工况进行数值模拟 ，求 Ｃ 解 不同结构 支撑 的变形 情况 ，从 中选取较 为优 化的交撑结 构。同时 ， 由于影响燃气轮机效 率的核心 参数是气体 的初温和压缩 比 ，映射 到 转 子支撑工 况上就 是燃 气的温度 、压强和轴重载的变化 ，因此 ， 中 文 还对在具有 不同气 体的温度和轴重载的工况条件下 的转子 支撑变形进 行分 析，为 以后汽轮发 电机技术 的研 究和发 展提供一定的依据。
重 型 燃 气 轮 机 斜 向转 子 支 撑 结构 分 析
张 艳 彪 孙 文 磊
（ 疆 大学北校 区 ） 新 摘 要 本文针 对重 型燃气轮机 转子支撑结构 ，采用流一 固耦 合和热一 固耦 合求解 方法 。应 用Ａ ｓ ｓ Ｆ 程 序对其 工况进行数值 ＮＹ Ｘ Ｃ 模 拟 。通过分析斜 向转子 支撑 结构 变形情 况，并进 一步分析斜向 支撑在 不同工况务件下 变形规律 ，以支持热 态 自 应对 中动压滑动轴 适 承工作机理 和动力特 性表 征方法 的研 究，并最终将研 究成果扩展应 用于轴 系动 力稳 定性 的研 究。
位 ，并建立统一的参考体系 。
（ ）固体 模型的建立 。首先按 实际尺寸建 立部件完全模型 ，实 １ 现每—个细节 ， 部件模 型有一个 对
完全系统的认识 ，各部件完全模 型 如图ｌ 所示。其中外缸 、轴承座、 支撑是焊接 在—起 的 ， 称支撑 结 合 构。 为了减 小计算 量，提 高分析效 率，对模型进行简化 。简化时 保留 主要结构尺寸 ，保 留加强筋等影响 结构力学和热力学性能的重要部分
【法律】转子等效刚度
转子等效刚度1️⃣ 转子等效刚度概念概述转子等效刚度是机械工程中一个至关重要的概念，它描述了转子在受到外力作用时抵抗变形的能力。
在旋转机械系统中，转子作为核心部件，其动态性能直接影响到整个系统的稳定性和效率。
等效刚度不仅考虑了转子自身的材料属性和几何形状，还涉及转子与支撑结构之间的相互作用，以及旋转过程中产生的各种力学效应。
2️⃣ 转子等效刚度的计算原理2.1 材料力学基础转子的等效刚度首先基于材料力学的基本原理，包括弹性模量、泊松比等材料的固有属性。
这些属性决定了转子在受到外力作用时的应力应变关系。
2.2 几何形状与边界条件转子的几何形状（如长度、直径、截面形状等）以及支撑方式（如固定支撑、滑动支撑等）对等效刚度有显著影响。
通过有限元分析或解析方法，可以建立转子在不同边界条件下的力学模型，进而计算其等效刚度。
2.3 旋转效应与动态分析在旋转状态下，转子会受到离心力、陀螺效应等动态力的影响，这些因素会改变转子的等效刚度。
因此，进行动态分析时，需考虑这些动态效应对转子刚度的影响。
3️⃣ 转子等效刚度的应用实例3.1 旋转机械的设计与优化在旋转机械的设计阶段，准确计算转子的等效刚度对于确保机械的稳定性和可靠性至关重要。
通过优化转子的几何形状和材料选择，可以调整其等效刚度，从而满足特定的性能要求。
3.2 故障诊断与振动分析转子等效刚度也是故障诊断和振动分析中的重要参数。
当转子出现不平衡、裂纹或磨损等故障时，其等效刚度会发生变化，导致振动特性的改变。
通过分析这些振动信号，可以实现对转子状态的实时监测和故障诊断。
3.3 高性能旋转机械的研发在高性能旋转机械（如高速离心机、航空发动机等）的研发中，对转子等效刚度的精确控制是实现高性能的关键。
通过先进的材料科学、制造工艺和动态优化技术，可以显著提高转子的等效刚度，从而提升机械的整体性能。
综上所述，转子等效刚度是旋转机械设计与分析中不可或缺的重要参数。
通过深入理解其计算原理和应用实例，可以为旋转机械的设计优化、故障诊断和性能提升提供有力支持。
重型燃气轮机转子结构及动力学特性研究综述
重型燃气轮机转子结构及动力学特性研究综述袁奇;高进;李浦;刘洋;丰镇平【摘要】分析了典型的重型燃机轮机转子的结构特点和各种拉杆式转子的结构优缺点,重点阐述了拉杆式转子中的轮盘平面接触界面和端面齿接触界面的刚度模型及其对转子动力学特性的影响,以及阻尼环对中心拉杆动力学特性的影响及其与转子本体的耦合动力学特性.最后,介绍了拉杆式转子发生故障时的转子动力学特性,并提出了需要进一步研究的问题.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2013(042)004【总页数】8页(P294-301)【关键词】重型燃气轮机转子;拉杆式转子;结构特点;接触界面;故障【作者】袁奇;高进;李浦;刘洋;丰镇平【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049【正文语种】中文【中图分类】TK471燃气轮机是高效清洁的发电和动力设备，涉及到多学科的核心技术，其发展关乎国家的能源与国防安全。
然而，中国燃气轮机的研制起步晚、基础薄弱，从2001年国家发改委发布《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》以来，哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(哈汽)、东方汽轮机有限公司(东汽)和上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂(上汽)分别与通用(GE)、三菱(MHI)和西门子(SIEMENS)合作生产“F”级燃气轮机，以市场换取了部分制造技术，积累了丰富的加工经验。
可是外方并没有转让燃气轮机的设计技术，所以这种引进方式并没有使我们摆脱燃气轮机产业受制于人的局面。
为此，国家科技部在“十五”和“十一五”期间开展了针对燃气轮机关键技术基础研究的“973 计划”专项和针对燃气轮机设计研制的“863 计划”专项。
通过这些专项的实施，提高了我国燃气轮机的设计、制造水平，缩短了与世界先进水平的差距［1-3］。
某型航空发动机后支承动刚度的有限元计算
文章编号:100721385(2007)0320005203某型航空发动机后支承动刚度的有限元计算李玲玲 王克明(沈阳航空工业学院飞行器动力与能源工程学院,辽宁沈阳 110034)摘 要:支承动刚度是影响发动机振动特性的主要因素之一,但目前航空发动机支承结构的刚度系数一般只能靠经验给出一个范围,这严重影响到转子动力特性计算结果的准确性。
根据某型航空发动机的实际结构,建立发动机后支撑结构的动力学模型,应用有限元软件MSC.Nastran进行频率响应计算,再由所得位移曲线求出相应的动刚度曲线。
本文所采用的计算方法和得到的结果对发动机转子动力特性的研究具有一定的参考价值。
关键词:有限元法;支承;动刚度;航空发动机中图分类号:V231.91文献标识码:A 对航空发动机转子—支承系统动力特性的深入研究,是确保发动机能够安全可靠工作的必要前提之一。
[1]诸多研究表明,影响转子—支承系统临界转速的主要因素包括转子的刚度、支承的刚度、质量、材料性质等,其中支承结构的动刚度系数是影响转子系统动力特性的最主要因素之一。
在工程实践中,无论是连接件的刚度还是支承结构的刚度都是随转速变化的,它是激振频率的函数。
因此,在进行转子动力特性分析时,应考虑支承结构的动刚度对转子动力特性分析的影响。
[2]要研究转子系统动力特性尤其是临界转速、振型、不平衡响应以及传递特性等,都需要知道准确的支承刚度值;但目前航空发动机支承结构的刚度系数一般只能靠经验给出一个范围,这严重影响到转子动力特性计算结果的准确性。
[3]对于发动机的设计,较为准确的支承刚度值更是必需的。
用试验的方法固然可以测得支承系统的刚度值,但是要受到仪器等诸多因素的限制,而且费时费力,很不经济。
所以用计算的方法求出发动机转子系统的支承刚度是很必要的。
[1][4]1 发动机后支承的动力学模型根据有限元分析理论,发动机后支承结构振动方程的矩阵形式为[M]{u¨}+[C]{u・}+[K]{u}={F(t)}(1)式中,[M]、[C]、[K]分别为各单元的质量、阻尼收稿日期:20061212作者简介:李玲玲(1982),女,辽宁锦州人,在读硕士和刚度矩阵,{u¨}、{u・}、{u}分别表示单元节点的加速度、速度及位移列阵,{F(t)}为激励力列阵。
轮盘端面齿连接的周向拉杆转子刚度研究_李浦
： ／ ／ ／ ／ ／ ＿ 网络出版地址 ： ｈ ｔ ｔ ｗｗｗ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ｋ ｃ ｍ ｓ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ １ １． ２ ２ ９ ７． Ｖ． ２ ０ １ ３ ０ ７ １ １． １ ８ １ ０． ２ ０ １ ３ ０ ７． １ ６ １ ８ ０ ３ １． ｈ ｔ ｍ ｌ ｐ ， 作者简介 ： 李浦 （ 男， 陕西杨陵人 ， 硕士生 ， 研究方向为转子结构强度与振动 ． １ ９ ８ ８－ ）
１ １ １ ２ ，ＹＵＡＮ ，ＧＡＯ ，ＴＡＮ ， Ｌ Ｉ Ｐ ｕ Ｑ ｉ Ｊ ｉ ｎ Ｌ ｕ ｉ －ｙ ２ ２ Ｌ Ｉ Ｙ ｉ ｆ ｅ ｎ Ｉ Ｕ Ｈ ｕ ａ ｆ ｅ ｎ － － ｇ ，Ｌ ｇ
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高速重载燃气轮机齿轮转子动力学特性研究的开题报告
高速重载燃气轮机齿轮转子动力学特性研究的开题报告一、研究背景和意义燃气轮机是一种高效、节能、环保的发电装备，被广泛应用于汽车、航空、船舶和工业领域等。
在燃气轮机中，齿轮转子是传动系统的核心，其安全可靠性直接影响着燃气轮机的运行效率和寿命。
而重载燃气轮机在高速运转过程中，受到的动载荷非常大，容易产生疲劳破裂等失效现象，因此对其齿轮转子的动力学特性开展研究具有重要意义。
二、研究内容和目标本课题拟探究高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学特性，具体包括以下内容：1. 高速重载燃气轮机中齿轮转子的力学特性分析；2. 高速重载燃气轮机齿轮转子的振动分析；3. 高速重载燃气轮机齿轮转子的疲劳分析；4. 提出高速重载燃气轮机齿轮转子的优化设计方案，提升其运行效率和寿命。
主要目标是通过研究高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学特性，为其安全运行和优化设计提供科学依据。
三、研究方法和技术路线1. 理论分析方法：对高速重载燃气轮机齿轮转子的力学特性、振动特性和疲劳特性进行理论分析，建立动力学模型；2. 数值模拟方法：采用有限元分析软件对高速重载燃气轮机齿轮转子进行模拟，验证理论模型的准确性；3. 实验验证方法：利用高速旋转试验平台对高速重载燃气轮机齿轮转子进行实验验证，得到其真实的力学特性、振动特性和疲劳特性数据，与理论分析和数值模拟结果进行比较。
四、预期研究成果及应用前景1. 掌握高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学特性；2. 建立高速重载燃气轮机齿轮转子的动力学模型；3. 验证理论分析和数值模拟结果的准确性；4. 提出优化设计方案，提升高速重载燃气轮机齿轮转子的运行效率和寿命。
该研究成果将为燃气轮机的运行效率提升和寿命延长提供科学依据，对于促进我国燃气轮机产业的发展具有重要的现实意义和应用前景。