[發明專利]一種考慮箱體柔性的轉子動力學建模方法

在審

• 申請號: 202011401402.4
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112347592A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 張曉旭;趙松濤;戴光昊;王夢琪;孫僑;吳樾;王世棟;趙明達
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0三研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14;G06F113/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張換男

一種考慮箱體柔性的轉子動力學建模方法，它屬于轉子動力學計算分析技術領域。本發明解決了傳統方法得到的轉子動力學計算結果的準確性差的問題。本發明方法的具體實施過程為：步驟一、建立考慮輪齒嚙合剛度、軸承剛度以及陀螺效應的齒輪?轉子系統模型；步驟二、提取齒輪箱體剛度矩陣和凝聚節點位置信息；步驟三、根據步驟二提取的齒輪箱體剛度矩陣和凝聚節點位置信息，將步驟一建立的齒輪?轉子系統模型與齒輪箱體進行耦合，得到系統耦合動力學微分方程；步驟四、求解系統耦合動力學微分方程，得到考慮箱體柔性的轉子動力學特性。本發明可以應用于轉子動力學計算。

技術領域

本發明涉及一種轉子動力學建模方法，尤其涉及一種考慮箱體柔性的轉子動力學建模方法。

背景技術

在傳統的轉子動力學計算分析方法中，齒輪箱體均被簡化成剛性體，齒輪箱體被簡化成剛性體后，箱體的剛度相當于無窮大，顯然這種處理方法與實際情況存在著一定的差距，因此采用傳統的轉子動力學計算分析方法得到的計算結果的準確性較差。那么，為了得到更準確的轉子動力學計算結果，就必須要考慮箱體剛實際度的影響，便于進行動力學仿真計算對比分析。

發明內容

本發明的目的是為解決傳統方法得到的轉子動力學計算結果的準確性差的問題，而提出了一種考慮箱體柔性的轉子動力學建模方法。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：一種考慮箱體柔性的轉子動力學建模方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立考慮輪齒嚙合剛度、軸承剛度以及陀螺效應的齒輪-轉子系統模型；

步驟二、提取齒輪箱體剛度矩陣和凝聚節點位置信息；

步驟三、根據步驟二提取的齒輪箱體剛度矩陣和凝聚節點位置信息，將步驟一建立的齒輪-轉子系統模型與齒輪箱體進行耦合，得到系統耦合動力學微分方程；

步驟四、求解系統耦合動力學微分方程，得到考慮箱體柔性的轉子動力學特性。

本發明的有益效果是：本發明的一種考慮箱體柔性的轉子動力學建模方法，本發明通過建立考慮輪齒嚙合剛度、軸承剛度以及陀螺效應的齒輪-轉子系統模型，來考慮箱體的柔性，克服了傳統的轉子動力學計算分析方法中需要將齒輪箱體簡化成剛性體，而導致的轉子動力學計算結果的準確性差的問題，提高了轉子動力學計算結果的準確性。

附圖說明

圖1是齒輪轉子耦合系統運動簡圖；

圖2是齒輪轉子耦合系統動力學模型的示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1和圖2說明本實施方式。本實施方式所述的一種考慮箱體柔性的轉子動力學建模方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立考慮輪齒嚙合剛度、軸承剛度以及陀螺效應的齒輪-轉子系統模型；

步驟二、提取齒輪箱體剛度矩陣和凝聚節點位置信息；

步驟三、根據步驟二提取的齒輪箱體剛度矩陣和凝聚節點位置信息，將步驟一建立的齒輪-轉子系統模型與齒輪箱體進行耦合，得到系統耦合動力學微分方程；

步驟四、求解系統耦合動力學微分方程，得到考慮箱體柔性的轉子動力學特性。

圖1為齒輪轉子耦合系統運動簡圖，齒輪轉子耦合模型系統中包含一副齒輪對，四個軸承，兩根軸，齒輪轉子耦合系統的幾何參數、材料、工況均為已知；首先將齒輪轉子耦合系統在耦合部件處分開形成2個單元，這里所述的耦合部件為齒輪；采用集總參數法對每個單元進行離散化處理，如圖2所示，離散化后的每個單元都包括兩個軸承的等效彈簧和由三個無質量的彈性軸段聯接的四個質量單元，第一個單元與第二個單元之間通過耦合部件的等效彈簧聯接，等效彈簧的剛度值由計算獲得。