横向裂纹多盘柔性转子系统动力学分析与共振研究

"横向裂纹多盘柔性转子系统的动力学特性 (2012年)" 本文深入探讨了横向裂纹对多盘柔性转子-轴承系统动力特性的影响，作者钟志贤和祝长生通过应用Rayleigh方法构建了考虑横向裂纹的轴单元刚度模型。他们基于有限元法（FEM）建立了一个全面的数学模型，以模拟具有横向裂纹的多盘柔性转子系统，这种模型对于理解复杂机械系统的行为至关重要。 在分析过程中，研究人员关注了裂纹导致的超谐波共振和亚谐波共振现象。超谐波共振是指振动频率高于基频的现象，而亚谐波共振则发生在基频的倍数之下。他们特别研究了系统的2倍频和3倍频谐波分量，这些分量的变化能反映出裂纹的存在。通过对接近第一临界转速的1/2和1/3倍频处的轨迹变化进行分析，揭示了裂纹位置和深度对非线性动力学特性的影响。 研究结果显示，相比于两端刚性支承的简单Jeffcott转子，多盘转子系统在次临界转速下的2倍频和3倍频超谐波成分可以作为检测裂纹的有效指标。这意味着通过监测这些频率成分的变化，可以早期发现并诊断转子系统的潜在故障，这对于预防性维护和设备寿命管理具有重要意义。 此外，文章还讨论了裂纹如何改变系统的稳定性和动态响应。裂纹的存在不仅会降低系统的稳定性，还可能导致异常振动，从而影响设备的正常运行。因此，理解和模拟裂纹对系统动力学特性的影响是确保旋转机械安全、高效运行的关键。 这篇论文在工程技术领域提供了一种新的裂纹检测方法，它基于多盘柔性转子系统的动力学特性分析，尤其是通过超谐波和亚谐波共振现象的观察。这一研究为实际工程中的故障诊断和预防提供了理论支持，并为转子动力学的研究提供了有价值的参考。关键词涵盖了多盘柔性转子、裂纹、有限元法、故障和稳定性，这表明了研究的深度和广度，以及其在实际工程问题解决中的潜在应用价值。