[发明专利]一种考虑箱体柔性的转子动力学建模方法

说明书

一种考虑箱体柔性的转子动力学建模方法，它属于转子动力学计算分析技术领域。本发明解决了传统方法得到的转子动力学计算结果的准确性差的问题。本发明方法的具体实施过程为：步骤一、建立考虑轮齿啮合刚度、轴承刚度以及陀螺效应的齿轮‑转子系统模型；步骤二、提取齿轮箱体刚度矩阵和凝聚节点位置信息；步骤三、根据步骤二提取的齿轮箱体刚度矩阵和凝聚节点位置信息，将步骤一建立的齿轮‑转子系统模型与齿轮箱体进行耦合，得到系统耦合动力学微分方程；步骤四、求解系统耦合动力学微分方程，得到考虑箱体柔性的转子动力学特性。本发明可以应用于转子动力学计算。

技术领域

本发明涉及一种转子动力学建模方法，尤其涉及一种考虑箱体柔性的转子动力学建模方法。

背景技术

在传统的转子动力学计算分析方法中，齿轮箱体均被简化成刚性体，齿轮箱体被简化成刚性体后，箱体的刚度相当于无穷大，显然这种处理方法与实际情况存在着一定的差距，因此采用传统的转子动力学计算分析方法得到的计算结果的准确性较差。那么，为了得到更准确的转子动力学计算结果，就必须要考虑箱体刚实际度的影响，便于进行动力学仿真计算对比分析。

发明内容

本发明的目的是为解决传统方法得到的转子动力学计算结果的准确性差的问题，而提出了一种考虑箱体柔性的转子动力学建模方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种考虑箱体柔性的转子动力学建模方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、建立考虑轮齿啮合刚度、轴承刚度以及陀螺效应的齿轮-转子系统模型；

步骤二、提取齿轮箱体刚度矩阵和凝聚节点位置信息；

步骤三、根据步骤二提取的齿轮箱体刚度矩阵和凝聚节点位置信息，将步骤一建立的齿轮-转子系统模型与齿轮箱体进行耦合，得到系统耦合动力学微分方程；

步骤四、求解系统耦合动力学微分方程，得到考虑箱体柔性的转子动力学特性。

本发明的有益效果是：本发明的一种考虑箱体柔性的转子动力学建模方法，本发明通过建立考虑轮齿啮合刚度、轴承刚度以及陀螺效应的齿轮-转子系统模型，来考虑箱体的柔性，克服了传统的转子动力学计算分析方法中需要将齿轮箱体简化成刚性体，而导致的转子动力学计算结果的准确性差的问题，提高了转子动力学计算结果的准确性。

附图说明

图1是齿轮转子耦合系统运动简图；

图2是齿轮转子耦合系统动力学模型的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式。本实施方式所述的一种考虑箱体柔性的转子动力学建模方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、建立考虑轮齿啮合刚度、轴承刚度以及陀螺效应的齿轮-转子系统模型；

步骤二、提取齿轮箱体刚度矩阵和凝聚节点位置信息；

步骤三、根据步骤二提取的齿轮箱体刚度矩阵和凝聚节点位置信息，将步骤一建立的齿轮-转子系统模型与齿轮箱体进行耦合，得到系统耦合动力学微分方程；

步骤四、求解系统耦合动力学微分方程，得到考虑箱体柔性的转子动力学特性。

图1为齿轮转子耦合系统运动简图，齿轮转子耦合模型系统中包含一副齿轮对，四个轴承，两根轴，齿轮转子耦合系统的几何参数、材料、工况均为已知；首先将齿轮转子耦合系统在耦合部件处分开形成2个单元，这里所述的耦合部件为齿轮；采用集总参数法对每个单元进行离散化处理，如图2所示，离散化后的每个单元都包括两个轴承的等效弹簧和由三个无质量的弹性轴段联接的四个质量单元，第一个单元与第二个单元之间通过耦合部件的等效弹簧联接，等效弹簧的刚度值由计算获得。