巴西

[拼音]：zhuanzi donglixue

[外文]：rotor dynamics

固體力學的一個分支，主要研究轉子-支承結構-基礎系統在旋轉狀態下的振動、平衡和穩定性問題，尤其是研究處於柔性狀態(即接近或超過臨界轉速運轉狀態)下的轉子的橫向振動問題。轉子是渦輪機、電機等旋轉式機械中的主要旋轉部件。工程界和科學界關心轉子振動的歷史已有二百多年。1869年英國的W.J.M.蘭金關於離心力(見相對運動)的論文和1889年法國的C.G.P.de拉瓦爾關於柔性軸的試驗是研究這一問題的先導。隨著近代工業的發展，逐漸出現了高速細長轉子。由於它們常在柔性狀態下工作，所以其振動和穩定性問題就越發重要。1974年在丹麥召開的國際轉子動力學學術會議，是轉子動力學發展過程中的重要里程碑。

轉子動力學的研究內容主要有以下五個：

（1）臨界轉速由於製造中的誤差，轉子各微段的質心一般對迴轉軸線有微小的偏離。在轉子旋轉時，由上述偏離造成的離心力會使轉子產生橫向振動。這種振動在某些轉速上顯得異常強烈，這些轉速稱為臨界轉速。臨界轉速問題是轉子動力學中研究得比較完善的一個問題。

（2）通過臨界轉速的狀態轉子的工作轉速如果高於臨界轉速，則在啟動或制動以後一定會通過臨界轉速。一般轉子都是變速通過臨界轉速的，故通過臨界轉速的狀態為不平穩狀態。它主要在兩個方面不同於固定在臨界轉速上旋轉時的平穩狀態：一是振幅的極大值比平穩狀態的振幅極大值小，而且轉速變得愈快，振幅的極大值愈小；二是振幅的極大值不象平穩狀態那樣發生在臨界轉速上。在不平穩狀態下，轉子上作用著變頻干擾力，這給分析帶來了困難。求解這類問題須用數值計算或非線性振動理論中的漸近方法或用級數展開法。

（3）動力響應在轉子的設計和執行中，常需知道在工作轉速範圍內，不平衡和其他激發因素引起的振動有多大，並把它作為轉子工作狀態優劣的一種度量。計算這方面的問題多采用從臨界轉速演算法引伸出來的演算法。

（4）動平衡由於振動常起因於轉子各微段質心對迴轉軸線的偏離，所以在機器製造或維修過程中，應按一定的精度消除這種不平衡。找出不平衡量的位置和大小並加以消除的操作稱為動平衡。不考慮旋轉系統變形的剛性轉子的動平衡方法已很完善，並已規範化；而考慮旋轉系統變形的柔性轉子的動平衡原理和方法則是轉子動力學研究的重點。

（5）轉子穩定性穩定性是指系統保持某一狀態的效能。若受到微小的擾動後，系統對某一狀態的偏離總能保持為小量，則這一狀態是穩定的;否則是不穩定的。對轉子來說，這一狀態通常就是無橫向振動的運轉狀態，它是轉子運轉的理想狀態。通常總是希望這一狀態是穩定的。不穩定一般是指在沒有周期性干擾的情況下，轉子產生強烈的橫向振動。引起不穩定的因素有軸承油膜、阻尼、與轉子有關聯的流體效應以及轉子的質量或彈性對於迴轉軸線不對稱等。（見轉子穩定性）

參考書目

TheFlexibleRotorSystem Subcommitte， ASME，FlexibleRotor-BearingSystemDynamics， ASME，United Engineering Center，New York， 1972.