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某小型高速转子临界转速及不平衡响应计算研究

彭刚  史俊  唐振寰  宋迎东  
【摘要】:本文主要对小型高速转子临界转速及不平衡响应计算进行研究。针对某转子系统由一级离心式压气机和一级离心式涡轮组成的单转子,压气机转子和涡轮转子采用悬臂式结构,转子选用0-2-0支承方案,两轴承为滚动角接触球轴承,通过弹簧来提供轴承轴向预紧力,采用有限元法计算了该转子系统的临界转速和不平衡响应。考虑到转子动力学分析的特点,文中选用三维实体单元SOLID185建模,对模型中的支撑轴承考虑用二维轴承单元COMBIN14模拟,在模拟轴承单元时,假设周向刚度对称并忽略阻尼,分别计算出支点刚度为1×10~7N/m、5×10~7N/m、1×10~8N/m、5×10~8N/m时下转子的一阶和二阶临界转速。不平衡响应计算的有限元模型与临界转速计算模型相同,分别在涡轮和压气机叶轮处施加70×10~(-6)kg*m的不平衡量,指定激励频率与转速相同,考察无阻尼状态结构的径向位移频率响应,分析的频率范围为0~1333Hz(80000 rpm),共500个子步。分别提取叶轮外缘和轴承处随频率变化的径向位移值。

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