温度影响下的柔性基础转子系统振动模态分析

"基础柔性的转子系统振动模态分析 (2013年)，研究了温度变化对双盘非对称转子系统振动模态的影响，利用有限元分析和ANSYS软件进行模态分析，发现固有频率随温度升高而降低，且对高阶模态影响显著。" 在2013年的一篇自然科学论文中，作者们深入探讨了基础柔性的转子系统在不同温度条件下的振动模态特性。转子系统在各种机械设备中扮演着核心角色，其振动模态直接影响设备的稳定性和性能。对于双盘非对称转子系统，由于基础的柔性，温度变化会对其动力学行为产生显著影响。 首先，研究人员利用有限元分析的基本理论构建了转子系统的模型，这是一种常用的方法，能够精确模拟复杂结构的力学行为。通过采用ANSYS这一强大的弹线性结构分析软件，他们对转子系统的振动模态进行了详尽的分析。有限元法将大型结构分解为许多小单元，每个单元的性质可以通过简单的数学公式描述，从而简化整个系统的分析。 研究表明，温度对转子系统的固有频率有显著影响。随着温度的升高，各阶固有频率呈现下降趋势。值得注意的是，这种影响并非线性，而是呈现出固有频率越大，温度影响越大的特点。也就是说，高阶固有频率对温度变化更加敏感。这种现象揭示了在高温环境中，转子系统的动态特性可能更加不稳定。 在低阶振动模态（1-8阶）中，主要观察到的是转轴的弯曲振动，这是转子系统常见的基本振动形态。然而，对于9阶以上的高阶模态，情况变得更为复杂，转轴的弯曲振动与基础的弯扭组合振动开始混合，表现出更复杂的振动模式。这表明，基础的柔性在高阶模态中起着重要作用。 当温度超过600℃时，研究发现3-4阶、6-7阶以及8阶以上的固有频率频段内，固有频率的相对降低程度明显增大。这意味着在极端工况下，温度变化对转子系统的影响不能被忽视，特别是在考虑设备运行的安全性和效率时。 这项研究强调了温度对转子系统固有频率的影响，并指出基础柔性主要影响高阶振动模态。这些发现对于理解和预测转子系统在热环境中的动态行为，以及进行不平衡响应、碰摩故障分析、分叉与混沌行为及稳定性研究提供了关键的理论依据。同时，也为转子系统的设计优化和故障预防提供了重要参考。