hchx0403 发表于 2010-6-27 18:43

求转子固有频率的理论计算方法

顾家柳编的《转子动力学》第24页有这样一个例题:
      有一教学试验用的单盘转子,用滚动轴承支承在刚性基座上,弹性轴跨长L=57厘米,直径d=1.5厘米,材料的弹性模量E=2.1e10^6公斤/厘米^2=20.58x10^6牛/厘米^2;固定在跨中的圆盘厚为2厘米,直径D=16厘米;材料密度7.8×10^-3公斤/厘米^3;若不计系统阻尼,试求转子的临界转速。

解: 弹性轴的质量
          Ml=(3.14×1.5^2/4)×57×7.8×10^-3=0.7856公斤;
圆盘的质量
          Md=(3.14×16^2/4)×2×7.8×10^-3=3.137 公斤;
弹性铀在跨中的刚度
         k=48EJ/L^3=48×20.58×10^6×3.14×1.5^4/(57^3×64)=1325.553牛/厘米;
忽略弹性轴质量时的临界转速
         Wcr=60/6.28×sqrt(K/Md)=30/3.14×sqrt(1325.552×10^2/3.137)=1962.96   转/分;
计及弹性轴等效质量时的临界转速
         Wcr=60/6.28×sqrt [ K/(Md+17/35×Ml) ] =30/3.14×sqrt(1325.552×10^2/(3.137+17/35×0.7856)=1853.3转/分;



上面的计算都没什么问题,我所不惑的问题是:在使用轴的等效质量的时候,怎么等效成17/35倍的Ml;使用了什么原理?
在振动理论的一些习题中我也找到类似的算法,但是都没详解怎么个等效法。求各位大侠指点

黑云 发表于 2010-6-28 14:55

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我怎么算也算不出这样的结果呀,麻烦能详细解释下这个公式的算法!

hchx0403 发表于 2010-6-28 15:04

我已经把书上全部的步骤都写下来了,不知道您哪里看不懂?

黑云 发表于 2010-6-28 17:17

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计及弹性轴等效质量时的临界转速
         Wcr=60/6.28×sqrt [ K/(Md+17/35×Ml) ] =30/3.14×sqrt(1325.552×10^2/(3.137+17/35×0.7856)=1853.3转/分;

你这个式子我怎么也算不出1853RPM,还有1325.552后边为什么还要乘以10的2次方?

hchx0403 发表于 2010-6-29 09:08

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弹性铀在跨中的刚度
         k=48EJ/L^3=48×20.58×10^6×3.14×1.5^4/(57^3×64)=1325.553牛/厘米;
转换成国际单位
      K=1325.553×100牛/米
计算的话,应该很简单啊。我算了下,对的啊

hchx0403 发表于 2010-6-29 09:58

我自己解决了这个问题,在这里和大家分享下吧,这个计及轴质量的计算公式叫dunkerley公式。轴的等效质量是这样来到,先利用振动理论上简支的光轴固有频率计算公式,计算出其光轴状态下一阶固有频率,
而固有频率又等于sqrt(K/m折),这里的k就是要等效在中间位置的弯曲刚度48EJ/l^3。有了固有频率和K就可以反推出轴的等效质量   m折。

黑云 发表于 2010-6-29 11:34

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谢谢楼主,知道了,没有注意到那个换算!呵呵!

hchx0403 发表于 2010-6-29 14:18

回复 7楼 黑云 的帖子

不过还是有点不太对啊,我还是不能很精确的算出17/35=0.4857,只能算出48/3.14^4 =0.493。结果虽然差不多,但是我简化的时候正好是48/3.14^4 ,很规整。怎么也弄不成17/35。不解,你知道吗?

xiaoya123 发表于 2010-7-11 17:29

这个反推理论是正确的,我见师兄用过,但我不太清楚光轴的一阶固有频率怎么求
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