CN108509661A - 一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置 - Google Patents
一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108509661A CN108509661A CN201710099723.5A CN201710099723A CN108509661A CN 108509661 A CN108509661 A CN 108509661A CN 201710099723 A CN201710099723 A CN 201710099723A CN 108509661 A CN108509661 A CN 108509661A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shafting
- counterweight
- bearing
- parameter
- mathematical model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
本申请公开的一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置,建立轴系的动力学模型,该模型考虑轴系的滑动轴承动刚度对整个轴系动刚度的影响。通过对建立的动力学数据模型进行动力学仿真分析,计算得到轴系动平衡加重影响系数。相对于试验方法获取轴系动平衡加重影响系数,本申请通过仿真技术,可以获取更加全面的轴系动平衡加重影响系数,且成本较低,以及没有安全隐患。
Description
技术领域
本申请涉及仿真技术领域,更具体地说,涉及一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置。
背景技术
电动机和汽轮发电机的回转体大多由多个转子组成,称为轴系。在理想的情况下轴系旋转时与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的轴系是平衡的轴系。但工程中的各种轴系,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得轴系在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。轴系的动平衡即为在轴系的两个校正面上同时进行校正平衡,以保证校正后的剩余不平衡量,在动态时处于许用不平衡量的规定范围内。
在对轴系进行动平衡之前,需要先了解轴系的加重影响系数。在轴系的某一加重平面加上单位重量,某一转速时,引起某轴承的某个方向振动的变化,称为在该转速时这一平面加重对这一方向的加重影响系数。但是,现有的轴系动平衡加重影响系数的计算方式是通过试验方法,需要机组多次启停,多次破坏真空,多次建立真空,多次配重才能获取较为全面的影响系数,成本较高,且安全隐患较高。
发明内容
有鉴于此,本申请提出一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置,欲通过仿真的技术,获取更加全面的轴系动平衡加重影响系数,实现降低成本,避免安全隐患的目的。
为了实现上述目的,现提出的方案如下:
一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法,包括:
建立轴系的动力学数学模型,所述动力学数学模型为:
其中,[M1]为所述轴系的质量矩阵,[K1]为所述轴系的刚度矩阵,{Q1}和{Q2}为广义力,{U1}为位移向量,为速度向量,为加速度向量,G1=-[C1],[C1]为所述轴系的回转矩阵,c11、c12、c21和c22为支撑所述轴系的轴承的阻尼参数,k11、k12、k21和k22为所述轴承的刚度参数,
对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数。
优选的,在所述建立轴系的动力学数学模型前,还包括:计算所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
优选的,所述计算所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算所述刚度参数k11、k12、k21和k22包括为:
接收所述轴承的结构参数和工作运行参数;
根据所述轴承的结构参数和工作运行参数,并结合轴承油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、温度粘度方程和力矩平衡方程,计算得到所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算得到所述刚度参数k11、k12、k21和k22
输出所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
优选的,所述对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数包括:
确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W时产生的简谐离心力Q;
对所述动力学数学模型进行简谐激振分析,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
优选的,所述对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数包括:
确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W;
对所述动力学数学模型进行动平衡仿真计算,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算装置,包括:
轴系模型模块,用于建立轴系的动力学数学模型,所述动力学数学模型为:
其中,[M1]为所述轴系的质量矩阵,[K1]为所述轴系的刚度矩阵,{Q1}和{Q2}为广义力,{U1}为位移向量,为速度向量,为加速度向量,G1=-[C1],[C1]为所述轴系的回转矩阵,c11、c12、c21和c22为支撑所述轴系的轴承的阻尼参数,k11、k12、k21和k22为所述轴承的刚度参数,
分析模块,用于对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数。
优选的,所述装置还包括:
轴承刚度模块,用于在所述建立轴系的动力学数学模型前,计算所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
优选的,所述轴承刚度模块包括:
参数接收模块,用于接收所述轴承的结构参数和工作运行参数;
参数处理模块,用于根据所述轴承的结构参数和工作运行参数,并结合轴承油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、温度粘度方程和力矩平衡方程,计算得到所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算得到所述刚度参数k11、k12、k21和k22;
参数输出模块,用于输出所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
优选的,所述分析模块包括:
第一参数确定模块,用于确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W时产生的简谐离心力Q;
第一分析模块,用于对所述动力学数学模型进行简谐激振分析,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
第一计算模块,用于根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
优选的,所述分析模块包括:
第二参数确定模块,用于确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W;
第二分析模块,用于对所述动力学数学模型进行动平衡仿真计算,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
第二计算模块,用于根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
从上述的技术方案可以看出,本申请公开的一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置,建立轴系的动力学模型。通过对建立的动力学数据模型进行动力学仿真分析,计算得到轴系动平衡加重影响系数。相对于试验方法获取轴系动平衡加重影响系数,本申请通过仿真技术,可以获取更加全面的轴系动平衡加重影响系数,且成本较低,以及没有安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例公开的一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法的流程图;
图2为本实施例公开的转子轴的横截面轴心坐标示意图;
图3为本实施例公开的另一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法的流程图;
图4为本实施例公开的一种可倾瓦轴承的简要示意图;
图5为本实施例公开的一种计算轴承刚度参数和阻尼参数方法的流程图;
图6为本实施例公开的一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算装置的示意图;
图7为本实施例公开的另一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本实施例公开一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法,参见图1所示,包括:
步骤S11:建立轴系的动力学数学模型。
动力学数学模型为:
其中,[M1]为轴系的质量矩阵,[K1]为轴系的刚度矩阵,{Q1}和{Q2}为广义力,{U1}为位移向量,为速度向量,为加速度向量,G1=-[C1],[C1]为所述轴系的回转矩阵,c11、c12、c21和c22为支撑所述轴系的轴承的阻尼参数,k11、k12、k21和k22为轴承的刚度参数,
支撑轴系的轴承的刚度和阻尼都会影响轴系的临界转速,因此,在建立轴系的动力学模型时,将轴承的刚度参数和阻尼参数考虑进去,使得建立的轴系的动力学模型更加准确。
以轴承中心线为Z轴的固定坐标系OXYZ,转子轴的任意一个横截面轴心oi坐标为(xi,yi),如图2所示;转子轴的任意一个横截面在XOZ平面中的转角为θyi,转子轴的任意一个横截面在YOZ平面中的转角为θxi,则转子轴的任意一个横截面位移用两个向量表示:
将转子分为N个节点,N-1个轴段,每个节点处横截面的位移向量组合在一起构成{U1}和{U2}:
{U1}=[x1,θy1,x2,θy2,…,xN,θyN]T
{U2}=[y1,-θx1,y2,-θx2,…,yN,-θxN]T
需要说明的是,理想状态下,转子轴的轴心与轴承中心线重合,因此,横截面的坐标都是(0,0),横截面与XOZ平面或YOZ平面的夹角都为90°,转角都为零,即横截面与XOZ平面或YOZ平面以90°为基准,相对90°改变角度即为转角。
步骤S12:对动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算轴系动平衡加重影响系数。
在某一加重位置进行配重,然后通过对建立的动力学数学模型进行仿真分析获取动力学模型对配重的响应,进而计算该配重下的影响系数。
本实施例公开的一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法,先建立轴系的动力学模型,然后,通过对建立的动力学数据模型进行动力学仿真分析,计算得到轴系动平衡加重影响系数。相对于试验方法获取轴系动平衡加重影响系数,本申请通过仿真技术,可以获取更加全面的轴系动平衡加重影响系数,且成本较低,以及没有安全隐患
本实施例公开另一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法,参见图3所示,所述方法建立轴系的动力学数学模型前,还包括:
步骤S10:计算轴承的阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算轴承的刚度参数k11、k12、k21和k22。
具体的,根据轴承的结构参数和工作运行参数,并结合轴承油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、温度粘度方程和力矩平衡方程,计算得到轴承阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算得到刚度参数k11、k12、k21和k22。
例如,计算可倾瓦轴承的刚度参数和阻尼参数,图4为可倾瓦轴承的简要示意图,支点圆1,轴颈2,支点3,瓦块4,O—轴承中心;Oj—轴颈中心;Oi,Oi′—瓦块摆动前、后内圆弧中心;Rz—支点圆半径;r—轴颈半径;R—瓦块内圆半径;e—轴承偏心距;α—瓦块张角;βi—支点位置角;γ—相邻瓦跨度角;δi—瓦块摆角;θ—轴承偏位角;W—轴承上作用载荷;ω—轴颈角速度;Zi—瓦块简化支点,对应下标编号(i=1,2,3)为瓦块号。
根据轴承的结构参数和工作运行参数,并结合轴承油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、温度粘度方程和力矩平衡方程,计算得到轴承阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算得到刚度参数k11、k12、k21和k22的具体过程如图5所示:
步骤S21:接收轴承的结构参数和工作运行参数。
结构参数包括轴承半径R,轴颈半径r,支点圆半径r′,支点位置角βi,轴承宽度B,第i块瓦两个边沿沿铅垂始点的周向角坐标φi1和φi2。工作运行参数包括油膜温度tl,轴承瓦体表面上的温度ts。旋转角速度ω等。
步骤S22:对压力求解区域进行有限差分网格划分,并确定差分网格节点坐标及有限元节点信息。这是一种有限元计算方法,为现有技术,因此,本申请不再赘述。
步骤S23:设定一组轴承偏位角θ,第i块轴瓦的摆角δi,轴承偏心距e的具体值,根据轴承油膜厚度方程,计算油膜厚度h。
轴承油膜厚度方程,根据可倾瓦轴承的结构参数得到可倾瓦轴承在不考虑瓦块弹性或热弹变形时的无量纲油膜厚度h:
h=c-(c-c')cos(βi-φi)+ecos(φi-θ)+rδisin(βi-φi)
其中,半径间隙c=R-r,R是轴承半径,r是轴颈半径,转配间隙c'=r'-r,r′为支点圆半径,φi为第i块瓦上沿铅垂始点的周向角坐标,βi为支点位置角,θ为轴承偏位角,δi为第i块轴瓦的摆角,e为轴承偏心距。
步骤S24:设定一组温度场,计算各节点粘度。温度粘度方法只有温度一个变量,每个温度对应唯一一个粘度值。
温度粘度方程,为某一种特定的润滑油的温度与粘度的关系,可以是一条试验曲线,也可以是一个拟合的近似方程,需要根据实际情况确定。
步骤S25:求解雷诺方程。将雷诺方程有限差分,按雷诺边界条件求解压力分布。
雷诺方程,假设润滑油为不可压缩牛顿流体、稳态层流流动且无滑移,其惯性力忽略不计,润滑油的物性参数为常量。则对于可倾瓦轴承,各瓦块油膜压力分布可由如下形式的雷诺方程表示:
其中,p为油膜压力,ω为旋转角速度,μ为油膜粘度,φi为i块瓦上沿铅垂始点的周向角坐标,z是轴承轴向坐标,t为时间变量。
步骤S26:根据步骤S25中求解的压力分布,以及输入的轴承瓦体表面上的温度ts等,对能量方程做差分,求出油膜温度分布。
能量方程,以油膜压力形式表示油膜能量方程:
其中,tl为油膜温度,ρ为润滑油密度,cv为润滑油比热,kt为轴承流体-固体分界面处的传热系数,ts为轴承瓦体表面上的温度。
步骤S27:判断油膜温度分布是否满足收敛要求。具体的,将步骤S26求出的油膜温度分布于设定的油膜温度场做比较,如果满足精度则进行步骤S28,如果不满足精度要求,将求出的油膜温度分布作为新设定的温度场执行步骤S24至步骤S26,直到求出的油膜温度分布满足精度要求。
步骤S28:根据满足精度时求出的压力分布以及输入的其他参数,求解力矩。理想状态力矩为零,若求解的力矩满足精度要求则进入步骤S29,否则,调整瓦块摆角δi的值,重复步骤S23至步骤S27,直到求解的力矩满足精度要求为止。
力矩平衡方程,当不计各部分摩擦阻力和瓦块自重引起力矩时,瓦块的力矩平衡方程为:
B为轴承宽度,φi1和φi2分别为第i块瓦两个边沿沿铅垂始点的周向角坐标。
步骤S29:根据输入的轴承的结构参数,求得油膜受力面积,再结合满足精度时求出的压力分布,计算出承载重量,与预设的转子重量比较,如果满足要求则进入步骤S210,否则,调整轴承偏位角θ,重复步骤S23至步骤S27直至满足要求为止。
步骤S210:分别取位移与速度的小扰动,计算轴承的阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及刚度参数k11、k12、k21和k22。
步骤S211:输出计算得到c11、c12、c21、c22、k11、k12、k21和k22。
对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数。具体实现方法如下:
采用ANSYS软件实现方法:
步骤S31:确定所述轴系转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W时产生的简谐离心力Q。
离散转速区间,将转速区间离散分为不同小段进行计算,如需要分析的转速为0——Nrpm,以Δn为频率间隔,即Ni=i·Δn,i=1、2、3…,确定不同转速Ni下的轴系模型;仿真在A面0度加配重W千克,通过在A面施加该转速下配重产生的简谐离心力;
步骤S32:对动力学数学模型进行简谐激振分析,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位。
对轴系动力学数学模型进行简谐激振分析,即可得到该转速下的,在A面0度加配重W千克时轴系的振动响应。
步骤S33:根据振动响应,计算出轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
对不同转速Ni下的轴系模型进行仿真分析,得到不同转速Ni下,在A面0度加配重W千克时轴系的振动响应。即可得到轴系在A面0度加配重W千克的转速与振动幅值的对应关系,以及转速与振动相位的对应关系。根据动平衡加重影响系数的概念,可以得到不同转速下该测点对A面加重影响系数。以此类推,可以计算双面加重,同相加重,反向加重的影响系数。双面加重即为两个面加重;同相加重即为在两个面同一个角度位置加重;反相加重即两个面在相差180°位置加重。
采用ARMD软件的实现方法:
步骤S41:确定所轴系的转速为N,且确定轴系的第一配重面θ度配重W;
步骤S42:对所动力学数学模型进行动平衡仿真计算,获取轴系的振动响应,振动响应包括振动幅值和振动相位;
步骤S43:根据所振动响应,计算出轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
ARMD是专业转子软件,直接改变转子配重,即可实现不平衡力的仿真,而ANSYS是通用有限元软件,其本质较为抽象,不能直接仿真转子的转动,因此通过激振力的形式仿真不平衡。
对于前述的方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。
本实施例公开一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算装置,参见图6所示,包括:
轴系模型模块11,用于建立轴系的动力学数学模型,动力学数学模型为:
其中,[M1]为轴系的质量矩阵,[K1]为轴系的刚度矩阵,{Q1}和{Q2}为广义力,{U1}为位移向量,为速度向量,为加速度向量,G1=-[C1],[C1]为轴系的回转矩阵,c11、c12、c21和c22为支撑所述轴系的轴承的阻尼参数,k11、k12、k21和k22为轴承的刚度参数,
分析模块12,用于对动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算轴系动平衡加重影响系数。
本实施例公开另一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算装置,参见图7所示,包括:轴系模型模块11,分析模块12和轴承刚度模块13。
轴承刚度模块13用于在建立轴系的动力学数学模型前,计算阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算刚度参数k11、k12、k21和k22。
具体的,轴承刚度模块13包括:
参数接收模块,用于接收轴承的结构参数和工作运行参数;参数处理模块,用于根据轴承的结构参数和工作运行参数,并结合轴承油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、温度粘度方程和力矩平衡方程,计算得到阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算得到刚度参数k11、k12、k21和k22;参数输出模块,用于输出阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及刚度参数k11、k12、k21和k22。
具体的,分析模块12包括:
第一参数确定模块,用于确定轴系的转速为N,且确定轴系的第一配重面θ度配重W时产生的简谐离心力Q;第一分析模块,用于对动力学数学模型进行简谐激振分析,获取轴系的振动响应,振动响应包括振动幅值和振动相位;第一计算模块,用于根据振动响应,计算出轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
或者,分析模块12包括:
第二参数确定模块,用于确定轴系的转速为N,且确定轴系的第一配重面θ度配重W;第二分析模块,用于对动力学数学模型进行动平衡仿真计算,获取轴系的振动响应,振动响应包括振动幅值和振动相位;第二计算模块,用于根据振动响应,计算出轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
对于装置实施例而言,由于其基本相应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法,其特征在于,包括:
建立轴系的动力学数学模型,所述动力学数学模型为:
其中,[M1]为所述轴系的质量矩阵,[K1]为所述轴系的刚度矩阵,{Q1}和{Q2}为广义力,{U1}为位移向量,为速度向量,为加速度向量,G1=-[C1],[C1]为所述轴系的回转矩阵,c11、c12、c21和c22为支撑所述轴系的轴承的阻尼参数,k11、k12、k21和k22为所述轴承的刚度参数,
对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述建立轴系的动力学数学模型前,还包括:计算所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述计算所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算所述刚度参数k11、k12、k21和k22包括为:
接收所述轴承的结构参数和工作运行参数;
根据所述轴承的结构参数和工作运行参数,并结合轴承油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、温度粘度方程和力矩平衡方程,计算得到所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算得到所述刚度参数k11、k12、k21和k22
输出所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数包括:
确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W时产生的简谐离心力Q;
对所述动力学数学模型进行简谐激振分析,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数包括:
确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W;
对所述动力学数学模型进行动平衡仿真计算,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
6.一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算装置,其特征在于,包括:
轴系模型模块,用于建立轴系的动力学数学模型,所述动力学数学模型为:
其中,[M1]为所述轴系的质量矩阵,[K1]为所述轴系的刚度矩阵,{Q1}和{Q2}为广义力,{U1}为位移向量,为速度向量,为加速度向量,G1=-[C1],[C1]为所述轴系的回转矩阵,c11、c12、c21和c22为支撑所述轴系的轴承的阻尼参数,k11、k12、k21和k22为所述轴承的刚度参数,
分析模块,用于对所述动力学数学模型进行动力学仿真分析,计算所述轴系动平衡加重影响系数。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,还包括:
轴承刚度模块,用于在所述建立轴系的动力学数学模型前,计算所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述轴承刚度模块包括:
参数接收模块,用于接收所述轴承的结构参数和工作运行参数;
参数处理模块,用于根据所述轴承的结构参数和工作运行参数,并结合轴承油膜厚度方程、雷诺方程、能量方程、温度粘度方程和力矩平衡方程,计算得到所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及计算得到所述刚度参数k11、k12、k21和k22;
参数输出模块,用于输出所述阻尼参数c11、c12、c21和c22,以及所述刚度参数k11、k12、k21和k22。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述分析模块包括:
第一参数确定模块,用于确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W时产生的简谐离心力Q;
第一分析模块,用于对所述动力学数学模型进行简谐激振分析,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
第一计算模块,用于根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述分析模块包括:
第二参数确定模块,用于确定所述轴系的转速为N,且确定所述轴系的第一配重面θ度配重W;
第二分析模块,用于对所述动力学数学模型进行动平衡仿真计算,获取所述轴系的振动响应,所述振动响应包括振动幅值和振动相位;
第二计算模块,用于根据所述振动响应,计算出所述轴系在转速为N,且第一配重面θ度配重W时的加重影响系数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710099723.5A CN108509661A (zh) | 2017-02-23 | 2017-02-23 | 一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710099723.5A CN108509661A (zh) | 2017-02-23 | 2017-02-23 | 一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108509661A true CN108509661A (zh) | 2018-09-07 |
Family
ID=63373571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710099723.5A Pending CN108509661A (zh) | 2017-02-23 | 2017-02-23 | 一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108509661A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111190944A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-22 | 北京仿真中心 | 一种数据挖掘方法和*** |
CN114182488A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 海信(山东)冰箱有限公司 | 滚筒洗衣机仿真方法、装置、计算机可读介质及洗衣机 |
CN114182489A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 海信(山东)冰箱有限公司 | 波轮洗衣机仿真方法、装置、计算机可读介质及洗衣机 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0837262B1 (fr) * | 1996-10-21 | 2003-04-16 | ABB Solyvent Ventec | Dispositif d'équilibrage dynamique et pondéral pour machines à rotors, en particulier pour ventilateurs industriels |
CN104535262A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-22 | 湖南科技大学 | 一种透平机械n+1支撑轴系整机无试重虚拟动平衡法 |
CN104568313A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 湖南科技大学 | 一种旋转机械多平面多测点多转速轴系影响系数动平衡法 |
-
2017
- 2017-02-23 CN CN201710099723.5A patent/CN108509661A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0837262B1 (fr) * | 1996-10-21 | 2003-04-16 | ABB Solyvent Ventec | Dispositif d'équilibrage dynamique et pondéral pour machines à rotors, en particulier pour ventilateurs industriels |
CN104535262A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-22 | 湖南科技大学 | 一种透平机械n+1支撑轴系整机无试重虚拟动平衡法 |
CN104568313A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 湖南科技大学 | 一种旋转机械多平面多测点多转速轴系影响系数动平衡法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
殷勍: "基于ANSYS的涡轮增压器转子***动力学特性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
陈涛 等: "非均布变包角可倾瓦轴承性能分析", 《舰船科学技术》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111190944A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-22 | 北京仿真中心 | 一种数据挖掘方法和*** |
CN114182488A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 海信(山东)冰箱有限公司 | 滚筒洗衣机仿真方法、装置、计算机可读介质及洗衣机 |
CN114182489A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 海信(山东)冰箱有限公司 | 波轮洗衣机仿真方法、装置、计算机可读介质及洗衣机 |
CN114182488B (zh) * | 2021-12-16 | 2023-11-21 | 海信冰箱有限公司 | 滚筒洗衣机仿真方法、装置、计算机可读介质及洗衣机 |
CN114182489B (zh) * | 2021-12-16 | 2024-04-19 | 海信冰箱有限公司 | 波轮洗衣机仿真方法、装置、计算机可读介质及洗衣机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Al-Shudeifat et al. | New breathing functions for the transverse breathing crack of the cracked rotor system: approach for critical and subcritical harmonic analysis | |
Sperling et al. | Simulation of two-plane automatic balancing of a rigid rotor | |
Han et al. | Dynamic response of cracked rotor-bearing system under time-dependent base movements | |
Avramov et al. | Nonlinear dynamics of one disk asymmetrical rotor supported by two journal bearings | |
Khanlo et al. | The effects of lateral–torsional coupling on the nonlinear dynamic behavior of a rotating continuous flexible shaft–disk system with rub–impact | |
CN109829262A (zh) | 一种转子-轴承***非线性动力学分析方法 | |
CN108509661A (zh) | 一种轴系动平衡加重影响系数的仿真计算方法和装置 | |
Chen et al. | Nonlinear dynamic modeling of a simple flexible rotor system subjected to time-variable base motions | |
Zou et al. | Coupled longitudinal–transverse dynamics of a marine propulsion shafting under primary and internal resonances | |
CN107133387A (zh) | 转子不平衡系数变步长多边形迭代搜寻的不平衡补偿算法 | |
Bin et al. | Virtual dynamic balancing method without trial weights for multi-rotor series shafting based on finite element model analysis | |
CN103292958A (zh) | 一种基于模型的转子无试重失衡参数辨识方法 | |
Lee et al. | Bifurcation analysis of coupled lateral/torsional vibrations of rotor systems | |
RU2426976C2 (ru) | Способ и устройство для автоматической балансировки ротора | |
Hundal et al. | Balancing of flexible rotors having arbitrary mass and stiffness distribution | |
Panovko et al. | Resonant adjustment of vibrating machines with unbalance vibroexciter. Problems and solutions | |
Michalczyk | Inaccuracy in self-synchronisation of vibrators of two-drive vibratory machines caused by insufficient stiffness of vibrators mounting | |
Yun et al. | Investigation on a no trial weight spray online dynamic balancer | |
JP4140380B2 (ja) | 動不釣合算定法及び動釣合試験装置 | |
Hong et al. | Vibration failure analysis of multi-disk high-speed rotor based on rotary inertia load model | |
CN109847952B (zh) | 一种基于驱动电流的双轴精密离心机回转台动平衡方法 | |
Li et al. | Investigation on the stability of periodic motions of a flexible rotor-bearing system with two unbalanced disks | |
Strautmanis et al. | Modelling of transient and steady-state modes of a vertical rotor with an automatic balancing device | |
Pavlenko | ROTOR MACHINERY DYNAMICS | |
Arena et al. | On the stability of magnetically levitated rotating rings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180907 |