转子动力学主要用来研究旋转机器转子系统振动和动力稳定性的理论,隔振,振动控制的科学,工程设计计算以及减振,其发展已经超过百年。跟据统计,在1974年前,1200篇研究论文被公约公开发表了出来,而从1974年到现在,已经有超过万次这方面的论文面世。正因转子动力学所遇到的问题多、复杂、重要,其研究飞速发展了起来,如:非线性振动和随机振动等。由于国内外旋转机械发生的事故很多,例如日本海南电站的一台60万汽轮机组1972年由于轴系强烈振动而全毁,其碎片击穿厂房并引发了大火。 第一篇有关于转子动力学有记载的的文章是Rankine在1869年发表的题为“论旋转轴的离心力”的文章[ ],这篇文章得出的“转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转”的结论使转子的转速一直限制在一阶临界以下。最简单的转子模型是由一根两端刚支的无质量的轴和在其中部的圆盘组成的,这一今天仍在使用的被称做Jeffcott转子的模型最早是由Foppl在1895年提出的[ ],被称做“ Jeffcott”转子是由于Jeffcott教授于1919年首先解释了这一个模型的转子动力学特性[ ]。他提出在超临界运行的过程中,转子会产生自动定心的现象,因而可以实现稳定工作。这一结论大大提高了旋转机械的功率和使用的范围,许多工作转速超过临界的涡轮机、压缩机和泵这些转子机械对工业起了很大的作用。但随之而来一系的列事故使人们发现了转子在超临界运行达到某一转速时会出现强烈的自激振动并造成失稳的规律。这种不稳定现象被Newkirk最先发现是油膜轴承造成的[ ],这个发现确定了稳定性在转子动力学分析中的重要地位。Cupta [ ]在计算转子的振型及临界转速时采用了矩阵算法计算转子。87563
复杂转子系统和多自由度系统,是近代转子动力学主要研究的对象[ ]。原因有三点:论文网
1)近代高速旋转机械一个重要特征是高转速,他们处于超临界,甚至超过二,三个临界转速的高柔性状态下运转。
2)近代高速旋转机械工程师都已逐渐接受下列观点:采用柔性支承和柔性基础,是使超临界运行安全可靠的有效涉及途径。
3)当然,同时也出现了转子自身结构复杂的旋转机械,如航空发动机的双转子,三转子系统等。
因为旋转速度高,所以必须考虑陀螺效应,从而需要对与转动角速度有关的大型矩阵特征值问题[ ]。模态平衡法,影响系数法以及混合法[ ][ ]是目前常用的转子平衡常用的方法。