基于模态分析与傅里叶变换的柔性转子无试重动平衡技术

"应用模态分析及傅里叶变换的柔性转子无试重动平衡方法 (2012年)" 本文研究的是旋转机械中的一个重要问题——柔性转子的动平衡，尤其是在无需试重的情况下进行现场调整。动平衡是解决机械设备因不平衡导致的振动问题的关键技术。传统的动平衡方法通常需要在不同速度下进行多次试重，这不仅耗时，而且可能对设备造成额外的磨损。 作者团队，来自西安交通大学机械工程学院和机械制造系统工程国家重点实验室，提出了一种创新的动平衡方法，该方法基于有限元理论构建转子系统的动力学模型。有限元分析（FEA）是一种广泛应用的数值计算方法，能够精确模拟复杂结构的力学行为。在建立模型后，他们将系统的运动微分方程按照模态振型展开。模态振型是系统固有振动特性的描述，反映了系统在特定频率下的振动形态。 接着，研究人员利用傅里叶变换（FFT）将时域信号转换到频域，以获取不平衡载荷谱。傅里叶变换是信号处理中的基础工具，能将非周期性或周期性的时域信号分解成一系列频率成分。逆傅里叶变换（IFFT）则用于将频域信息转换回时域。通过这种方式，他们能够在低于临界转速下，仅凭振动响应数据就能识别转子的不平衡状态。 实验证明，这种方法有效且高效，无需停机即可识别转子的不平衡，大大减少了平衡过程的时间和成本。在添加适当的配重后，转子的各阶不平衡振动得到了显著抑制，从而提高了设备的稳定性和运行效率。这种方法对于预防因振动引发的设备故障、延长设备寿命以及提升整体工业生产效率具有重要意义。 关键词：现场动平衡、柔性转子、模态分析、傅里叶变换 中图分类号：TH113.25，表示这是机械工程领域关于机械振动和冲击的研究。文献标识码A表示这是一篇原创性的学术论文，代表了该研究领域的最新进展和技术贡献。该研究为旋转机械的动平衡提供了一种新思路，对于实际工程应用具有重要的参考价值。