介绍
Baffalo RotDyn用于分析转子动力学问题。
转子动力学用于分析转子的动力学问题,相较于普通的运动学方程,它在动力学方程中考虑了旋转软化效应。
Baffalo中开源转子动力学模块,参考了开源工具箱AMrotor,基于Timoshenko单元,引入了图形学计算,可以更方便的获得叶片和转子的质量。同时加入了控制模块,可以添加PID控制和主动磁力轴承。
功能
FRF分析
频响分析反应了转子输入与输出的关系,其也是控制的重要参考依据。
模态分析
模态分析功能目前主要调用ANSYS求解器。
选择Local的分析方法,调用Matlab eigs()函数来求解,该方法目前还未调整完毕,因为矩阵通常会出现行与列数值为0值的情况,会导致结果出现极小值,后续会通过删除行列的方式来修复。
当转速设置为0时为静止状态下的模态分析,当考虑不同转速时可得计算系统Campbell图。

谐响应分析
谐响应分析主要依靠调用ANSYS
时序分析
时序分析调用Matlab的ode15s实现,传统的Newmark法并不能很好的考虑运动系统控制。而ode15s函数在求解DAE方程的同时也能考虑控制。
以下为无控制下和加入主动磁力轴承控制后的轴系响应。
CheatTable
主要函数如下:
函数名 | 功能 |
---|---|
AddBearing | 加入轴向或径向轴承 |
AddBendingBearing | 加入弯曲轴承(双列角接触或圆锥滚子可考虑) |
AddBlade | 加入叶片(截面网格,转换为转动惯量和质量) |
AddDisc | 加入圆盘 |
AddHousingBearing | 加入支座轴向或径向轴承 |
AddHousingBendingBearing | 加入支座弯曲轴承 |
AddHousingTorBearing | 加入扭转轴承(联轴器可考虑此刚度) |
AddLUTBearing | 加入刚度随转速变化轴承(比如滑动轴承) |
AddPIDController | 加入PID控制器 |
AddPointMass | 加入质量块 |
AddTorBearng | 加入扭转轴承 |
注:主动磁力轴承可通过PID控制和径向负刚度轴承组合实现 |
参考文献
[1] ANSYS结构动力分析与应用
[2] 转动机械的转子动力学设计
[3] https://github.com/AppliedMechanics/AMrotor
[4] AMrotor – A MATLAB Toolbox for the Simulation of Rotating Machinery, Johannes Maierhofer, M.Kreutz, T.Mulser, T. Thümmel, D. Rixen. DOI: 10.1201/9781003132639
[5] Comparison of different time integration schemes and application to a rotor system with magnetic bearings in Matlab, Michael Kreutz, J. Maierhofer, T. Thümmel, D. Rixen. DOI: 10.1201/9781003132639
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