[发明专利]转子系统振动的涡动轨迹算法、长短半轴位置确定方法

说明书

发明公开了一种转子系统振动的涡动轨迹算法、长短半轴位置确定方法，转子系统振动的涡动轨迹生成算法，包括:根据转子系统的振动微分方程获取转子系统的振动频率、得到当前截面几何中心沿着X轴方向的复数振幅和沿着Y轴方向的复数振幅；采用复数形式建立转子系统截面中心的运动轨迹方程。本公开利用转子振动响应数据，能够确定一般情形下不平衡激励下转子系统的涡动轨迹，通过确定涡动轨迹的大小能够了解转子振动的能量分布，分析最小的振动时间和能量分布，降低系统有害振动，方便设计有害振动较小的转子系统。

技术领域

本公开属于转子系统振动技术领域，具体涉及一种转子系统振动的涡动轨迹算法、长短半轴位置确定方法。

背景技术

转子指的是绕着轴线做旋转运动的机械部件，多个旋转部件组成一个系统绕着轴线旋转称为转子系统。转子动力学是研究转子系统振动的学科，主要研究转子运动的稳定性、固有特性和响应特性，在此基础上开展转子系统的设计使得该系统能够满足不同应用场合提出的要求。

在研究转子系统的径向振动(也称横向振动，是指垂直于转子轴线方向的振动)时，通常是在两个正交方向上分别进行建模分析，在每个方向上，转子系统的振动表现为转子各截面的几何中心以其平衡位置为中心做往复运动，两个正交方向上的振动的合成就是转子系统在空间的真实振动形象，理论研究表明，转子各几何中心在空间的运动轨迹为椭圆，特殊情形下是圆或者直线。

由于转子系统的振动都是小幅振动，通常工程中的转子系统其振动幅值以微米计，因此转子的真实振动形象无法通过视觉观察出来。但是只有对转子各处的振动有详细的认识才能设计出工作性能符合要求的系统，于是，如何实现转子系统振动真实形态的“可视化”成为绕不过去的问题。迄今为止，还未有全面的公开资料给出旋转系统振动的涡动轨迹生成方法。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开的第一目的在于利用转子振动响应数据，绘制一般情形下(指的是椭圆的长轴和短轴不一定和正交坐标轴重合的情形)不平衡激励下转子系统振动的涡动轨迹算法。

本公开的第二目的在于提供一种不平衡激励下转子系统振动的长短半轴位置确定方法。

本公开的第三目的在于提供一种可读存储介质。

本公开的第四目的在于提供一种电子设备。

为了实现本公开的第一目的，本公开所采用的技术方案如下：

一种转子系统振动的涡动轨迹生成算法，包括:

根据转子系统的振动微分方程获取转子系统的振动频率、得到当前截面几何中心沿着X轴方向的复数振幅和沿着Y轴方向的复数振幅；

采用复数形式建立转子系统截面中心的运动轨迹方程。

可选地，振动微分方程是：

式中，M为转子系统的质量矩阵，C 为转子系统的阻尼矩阵，ω为不平衡振动频率，G为转子系统的陀螺矩阵，K为转子系统的刚度矩阵，Fe^jωt为转子系统的激励力组成的向量，X为转子系统的振动位移组成的向量，包括当前节点沿着X轴方向的复数振幅和当前节点沿着Y轴方向的复数振幅。

可选地，转子系统截面中心的运动轨迹方程通过以下方法获得：

采用复数形式建立转子系统各截面中心的振动位移方程；

根据振动位移方程获得转子系统截面中心的运动轨迹方程。

可选地，采用复数形式表达转子系统各截面中心的振动位移方程是：