写一段matlab程序使用传递矩阵法和二分法计算转子临界转速并绘制坎贝尔图主要内容包括绘制坎贝尔图、绘制振型图、计算5个特征值、输出计算结果
时间: 2024-06-12 18:07:45 浏览: 217
以下是使用传递矩阵法和二分法计算转子临界转速并绘制坎贝尔图的MATLAB程序:
%定义转子参数
L = 0.5; %转子长度
R = 0.1; %转子半径
rho = 7850; %转子材料密度
E = 2.1e11; %转子材料弹性模量
nu = 0.28; %转子材料泊松比
I = pi/4*R^4; %转子惯性矩
k = 3*E*I/(1-nu^2)/L^3; %转子弹性系数
%定义计算参数
w_min = 0; %最小转速
w_max = 10000; %最大转速
tolerance = 0.001; %误差容限
N = 100; %迭代次数
%传递矩阵法计算特征值
M = [0 1 0 0; -k 0 k/L 0; 0 0 0 1; 0 0 -k 0]; %传递矩阵
[V, D] = eig(M); %计算特征向量和特征值
lambda = diag(D); %提取特征值
omega = sqrt(-lambda); %计算自然频率
%坎贝尔图绘制
figure(1);
hold on;
for w = w_min:100:w_max
A = [cos(omega(1)*w) sin(omega(1)*w)/omega(1) 0 0;
-omega(1)*sin(omega(1)*w) cos(omega(1)*w) 0 0;
0 0 cos(omega(2)*w) sin(omega(2)*w)/omega(2);
0 0 -omega(2)*sin(omega(2)*w) cos(omega(2)*w)];
B = [1 0 0 0;
0 0 1 0;
0 0 0 1;
0 0 0 0];
S = inv(B-A); %计算传递矩阵
G = S(1,1)*S(3,3)-S(1,3)*S(3,1); %计算判别式
plot(w, sqrt(abs(G)), 'b.'); %绘制坎贝尔图
end
xlabel('转速');
ylabel('频率');
title('坎贝尔图');
%二分法计算临界转速
w1 = w_min;
w2 = w_max;
while (w2-w1)/w1 > tolerance && N > 0
w = (w1+w2)/2;
A = [cos(omega(1)*w) sin(omega(1)*w)/omega(1) 0 0;
-omega(1)*sin(omega(1)*w) cos(omega(1)*w) 0 0;
0 0 cos(omega(2)*w) sin(omega(2)*w)/omega(2);
0 0 -omega(2)*sin(omega(2)*w) cos(omega(2)*w)];
B = [1 0 0 0;
0 0 1 0;
0 0 0 1;
0 0 0 0];
S = inv(B-A); %计算传递矩阵
G = S(1,1)*S(3,3)-S(1,3)*S(3,1); %计算判别式
if G > 0
w1 = w;
else
w2 = w;
end
N = N-1;
end
%输出结果
fprintf('临界转速为:%f\n', w);
fprintf('前5个特征值为:%f, %f, %f, %f, %f\n', lambda(1), lambda(2), lambda(3), lambda(4));
fprintf('前5个频率为:%f, %f, %f, %f, %f\n', omega(1), omega(2), omega(3), omega(4));
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