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胡德昌,孙永鑫,蔡伟,王润鹏,胡军,云皓,梁彬,李正光.转子结构重频特征灵敏度计算的一种新方法[J].计算力学学报,2025,42(2):205~211
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转子结构重频特征灵敏度计算的一种新方法
A new method for eigensensitivity analysis of rotor structures with repeated frequencies
投稿时间:2023-08-09  修订日期:2023-11-25
DOI:10.7511/jslx20230809001
中文关键词:  转子结构  二次特征值  特征灵敏度  非对称  重频
英文关键词:rotor  quadratic eigenvalue  eigensensitivity  asymmetry  repeated frequencies
基金项目:国家自然科学基金(41972323);中国长江电力股份有限公司科研项目(2121020005)资助.
作者单位E-mail
胡德昌 中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂, 宜昌 443133  
孙永鑫 哈尔滨大电机研究所有限公司, 哈尔滨 150040  
蔡伟 中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂, 宜昌 443133  
王润鹏 哈尔滨大电机研究所有限公司, 哈尔滨 150040  
胡军 中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂, 宜昌 443133  
云皓 哈尔滨大电机研究所有限公司, 哈尔滨 150040  
梁彬 中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂, 宜昌 443133  
李正光 吉林大学 数学学院, 长春 130012 lizg@jlu.edu.cn 
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中文摘要:
      转子结构特征灵敏度分析在转子设计、运维、故障诊断中具有十分重要的作用。转子结构具有旋转陀螺效应和叠加阻尼效应,使其模态振型方程为二次非对称特征值问题,当转子结构处于重频涡动时,模态振型具有非确定性,其特征灵敏度计算是十分复杂的。本文提出一种新的转子结构重频特征灵敏度的计算方法,在原问题规模求解空间内,将模态振型灵敏度表示成通解加特解的形式,并通过构造一个非奇异的系统求解特解,再根据特解给出了通解的求解形式。新方法仅利用重频频率对应的模态信息求解,无需扩大方程求解规模或矩阵重排,适合大型复杂转子分析。数值算例显示了新方法的有效性。
英文摘要:
      The eigensensitivity analysis of structural features of a rotor plays a highly significant role in rotor design,operation and maintenance,and fault diagnosis.Due to the rotating gyroscope and the damping effect,the modal equation of a rotor’s structure presents a quadratic asymmetric eigenvalue problem.When the rotor structure is in whirl with repeated frequencies,the modal shapes are uncertain,and calculation of the eigensensitivity is very complex.This paper proposes a new method for calculating the eigensensitivity of a rotor’s structure with repeated frequencies.In the original problem’s solution space,the modal shape sensitivity is represented as the sum of a homogeneous solution and a particular solution.A non-singular system is constructed to obtain the particular solution,and then a general solution is derived based on the particular solution.This new method for calculating the eigensensitivity only requires eigenvalues and eigenvectors of interest,and does not need to expand the dimension of the system and rearrange the matrices,making it suitable for the analysis of large and complex rotor systems.Numerical examples demonstrate the effectiveness of the proposed method.
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