復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的矩陣分析方法

前言

1多盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力分析的Prohl傳遞矩陣法

1.1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的離散化

1.1.1質(zhì)量的離散化

1.1.2轉(zhuǎn)軸剛度的等效

1.1.3轉(zhuǎn)子支承的簡(jiǎn)化

1.2集中質(zhì)量圓盤與彈性軸單元狀態(tài)變量的傳遞關(guān)系

1.2.1集中質(zhì)量圓盤的點(diǎn)傳遞矩陣

1.2.2彈性軸段的場(chǎng)傳遞矩陣

1.2.3盤軸單元的傳遞矩陣

1.3典型盤軸單元的傳遞矩陣

1.3.1剛性薄圓盤的點(diǎn)傳遞矩陣

1.3.2剛性薄圓盤與無質(zhì)量彈性軸的單元傳遞矩陣

1.3.3彈性鉸鏈的點(diǎn)傳遞矩陣

1.3.4彈性轉(zhuǎn)動(dòng)支承的點(diǎn)傳遞矩陣

1.3.5渦動(dòng)-扭轉(zhuǎn)耦合單元的傳遞矩陣

1.4各向同性彈性支承盤軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速及振型

1.4.1臨界轉(zhuǎn)速

1.4.2轉(zhuǎn)子的振型

1.4.3計(jì)算步驟

1.4.4計(jì)算實(shí)例

1.5剛性支承各向同性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳遞矩陣法

1.5.1用傳遞參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)表示的支反力

1.5.2用傳遞參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)表示的傳遞矩陣

1.5.3剛性支承各向同性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與振型的算例

1.6各向異性支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速

1.7各向同性轉(zhuǎn)子的穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)

1.7.1各向同性轉(zhuǎn)子的穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)基本理論分析

1.7.2集中質(zhì)量模型的不平衡響應(yīng)算例

1.8各向異性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)

1.8.1盤軸單元的力學(xué)模型與運(yùn)動(dòng)微分方程

1.8.2盤軸單元的傳遞矩陣

1.8.3不平衡響應(yīng)

2Riccati傳遞矩陣法

2.1各向同性轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與振型

2.1.1Riccali傳遞矩陣遞推公式

2.1.2臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算

2.1.3振型的計(jì)算

2.2Riccati傳遞矩陣法的奇點(diǎn)消除方法

2.2.1奇點(diǎn)消除原理

2.2.2消除奇點(diǎn)后臨界角速度的計(jì)算

2.3各向異性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與振型

2.4計(jì)算各向同性轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)的Riccati傳遞矩陣法

2.5計(jì)算各向異性轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)的Riccati傳遞矩陣法

3復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的整體傳遞矩陣法

3.1整體傳遞矩陣法的基本原理

3.1.1概述

3.1.2轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳遞矩陣

3.1.3臨界轉(zhuǎn)速及振型的求解

3.2整體傳遞矩陣法l臨界轉(zhuǎn)速及振型算例

3.2.1單元?jiǎng)澐?

3.2.2計(jì)算固有頻率

3.2.3轉(zhuǎn)子的各階振型

3.3改進(jìn)的整體傳遞矩陣法

3.3.1基于Riccati變換的傳遞矩陣

3.3.2耦合矩陣的Riecati變換

3.3.3基于Riccati變換的整體傳遞矩陣法計(jì)算不平衡響應(yīng)

3.4復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速特性圖譜

3.4.1算例1:計(jì)算某雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速

3.4.2算例2:計(jì)算某發(fā)動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速特性圖譜

4傳遞矩陣-阻抗耦合法

4.1阻抗耦合的基本概念

4.1.1機(jī)械阻抗的耦合

4.1.2復(fù)雜系統(tǒng)的劃分原則

4.2單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳遞矩陣-阻抗耦合法

4.2.1有一個(gè)分割點(diǎn)的單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)

4.2.2單轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)有多個(gè)特殊支承(分割點(diǎn))的情況

4.3多轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳遞矩陣-阻抗耦合法

4.3.1轉(zhuǎn)子子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程

4.3.2阻抗耦合補(bǔ)充方程

4.3.3算例:具有兩個(gè)中介支承的雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)

4.4穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)

4.4.1穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)基本方程

4.4.2算法步驟與算例

5子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣法

5.1復(fù)雜轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的計(jì)算模型

5.1.1常見的復(fù)雜轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)

5.1.2劃分子結(jié)構(gòu)原則

5.2子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣法基本原理

5.2.1狀態(tài)參數(shù)列陣

5.2.2傳遞矩陣的形成

5.3雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速與不平衡響應(yīng)

5.3.1計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速的基本方程

5.3.2臨界轉(zhuǎn)速及振型的確定

5.3.3穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)的計(jì)算

5.4具有畸形結(jié)構(gòu)的雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)

5.4.1計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速及振型

5.4.2穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)

6子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣-模態(tài)綜合法

6.1子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣-模態(tài)綜合法基本原理

6.1.1確定模態(tài)集

6.1.2第一次坐標(biāo)變換

6.1.3導(dǎo)出子結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程

6.1.4建立整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的綜合運(yùn)動(dòng)方程

6.2臨界轉(zhuǎn)速與不平衡響應(yīng)的確定

6.2.1臨界轉(zhuǎn)速的確定

6.2.2振型的確定

6.2.3穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)的計(jì)算

6.3具有畸形結(jié)構(gòu)的雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速與振型

6.3.1三個(gè)畸形結(jié)構(gòu)的雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)計(jì)算模型

6.3.2模態(tài)綜合運(yùn)動(dòng)方程的確定

6.3.3臨界轉(zhuǎn)速及振型的求解

7平行齒輪軸與分支軸系的傳遞矩陣法

7.1典型部件的傳遞矩陣

7.1.1帶支承的剛性薄圓盤

7.1.2無質(zhì)量等截面彈性軸段

7.1.3盤軸單元組合件的傳遞矩陣

7.1.4齒輪嚙合單元的耦合矩陣

7.2固有頻率的求解

7.3穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)的求解

7.4算例分析

7.4.1算例l:帶有齒輪耦合單元的雙轉(zhuǎn)子

7.4.2算例2:雙平行軸齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速

7.5分支系統(tǒng)的傳遞矩陣法

8傳遞矩陣-直接數(shù)值積分法

8.1計(jì)算轉(zhuǎn)子系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的wilson-日法

8.2傳遞矩陣-直接積分法

8.2.1Riccati傳遞矩陣-Wilson-目法求瞬態(tài)不平衡響應(yīng)

8.2.2計(jì)算多盤轉(zhuǎn)子的瞬態(tài)響應(yīng)

8.3子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣一直接數(shù)值積分法

8.3.1子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣法基本原理

8.3.2瞬態(tài)響應(yīng)分析中傳遞矩陣的形成

8.3.3求解軸系各結(jié)點(diǎn)的響應(yīng)

8.4阻抗耦合一直接積分法計(jì)算轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)

8.4.1建立結(jié)點(diǎn)傳遞矩陣

8.4.2建立軸段傳遞矩陣

8.4.3單元傳遞矩陣

8.4.4算例

9分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)熱振動(dòng)特性的傳遞矩陣法

9.1穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下的熱傳導(dǎo)理論

9.1.1穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的熱振動(dòng)方程

9.1.2求解轉(zhuǎn)子系統(tǒng)熱振動(dòng)特性的基本步驟

9.2單軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)熱振動(dòng)算例

9.2.1穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速

9.2.2穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下單軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振型

9.3穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的熱振動(dòng)特性

9.3.1穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速基本計(jì)算方法

9.3.2穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速及其影響因素

9.3.3穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振型

9.4穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)

9.4.1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)熱振動(dòng)穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)基本原理

9.4.2分析單軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)

9.4.3雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)

9.5穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下熱彎多盤轉(zhuǎn)子瞬態(tài)響應(yīng)

9.5.1穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下的Riccati傳遞矩陣

9.5.2基于Riccati變換求穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下￡+必￡瞬時(shí)各結(jié)點(diǎn)的位移

9.5.3算例:某發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的瞬態(tài)熱振動(dòng)

10連續(xù)質(zhì)量階梯軸動(dòng)態(tài)傳遞矩陣法

10.1彈性軸彎曲振動(dòng)的動(dòng)態(tài)傳遞矩陣

10.1.1動(dòng)態(tài)傳遞矩陣

10.1.2固有頻率的計(jì)算方法

lO.1.3算例:剛性支承一質(zhì)量連續(xù)分布彈性軸的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算

10.2彈性軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的動(dòng)態(tài)傳遞矩陣

10.3彈性軸彎扭振動(dòng)的動(dòng)態(tài)傳遞矩陣

10.4考慮軸向力的連續(xù)質(zhì)量軸單元傳遞矩陣

10.4.1考慮軸向力的連續(xù)質(zhì)量軸動(dòng)態(tài)傳遞矩陣

10.4.2考慮軸向力的無質(zhì)量軸場(chǎng)傳遞矩陣

10.5帶剛性圓盤的彈性軸盤動(dòng)態(tài)傳遞矩陣

10.5.1傳遞矩陣的建立

10.5.2算例:彈性支承一剛性薄圓盤一質(zhì)量連續(xù)分布軸的臨界轉(zhuǎn)速

10.6錐形軸段的傳遞矩陣

10.6.1一般形式的變截面軸段的傳遞矩陣

10.6.2薄壁錐形截面軸段的傳遞矩陣

10.7算例:質(zhì)量連續(xù)分布彈性軸一斜齒輪耦合模型

10.8盤一軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)

10.8.1單元傳遞矩陣

10.8.2穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)求解

10.8.3軸心運(yùn)動(dòng)軌跡

10.8.4軸對(duì)稱轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)

參考文獻(xiàn)

《復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的矩陣分析方法》可以作為高等學(xué)校學(xué)習(xí)機(jī)械、動(dòng)力、化工、力學(xué)、電力、交通、航空、能源、礦業(yè)等專業(yè)的研究生和高年級(jí)本科生的參考書，也可以作為從事旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)與研究的工程技術(shù)人員的參考書。

《非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的傳遞矩陣技術(shù)》適用于電力、機(jī)械、航空、宇航、石化、紡織、采礦、交通等工程部門的科技人員，以及有關(guān)專業(yè)的研究生和本科生。