基于传递矩阵法的转子动力学分析MATLAB工具箱

资 源 简 介

本MATLAB项目依据钟一谔《转子动力学》理论，实现转子系统传递矩阵法建模与求解。通过离散化单元组装总体传递矩阵，结合边界条件计算固有频率与振型，为转子动力学特性提供高效数值分析工具。

详 情 说 明

基于传递矩阵法的转子动力学特性分析系统

项目介绍

本项目基于钟一谔《转子动力学》第30页提出的理论框架，采用传递矩阵法实现转子系统的动力学特性分析。系统通过对转子系统进行离散化建模，组装单元传递矩阵形成总体传递矩阵，结合边界条件求解特征值问题，能够高效计算转子系统的固有频率与振型，为转子动力学设计和故障诊断提供重要依据。

功能特性

• 转子离散化建模：支持将连续转子系统离散为多个轴段单元，建立精确的力学模型
• 传递矩阵自动组装：根据转子结构参数自动生成单元传递矩阵并组装为系统总体矩阵
• 边界条件灵活处理：支持多种支承条件（刚性支承、弹性支承、阻尼支承）的数学描述
• 特征值高效求解：采用数值方法求解系统特征值问题，获得固有频率和振型
• 结果可视化输出：提供临界转速分布图、振型曲线等多种可视化展示方式
• 计算精度控制：支持频率搜索范围和精度阈值的自定义设置，确保计算可靠性

使用方法

输入参数配置

1. 几何参数：输入各轴段的长度、直径等尺寸信息
2. 材料属性：设置弹性模量、密度等材料力学参数
3. 支承条件：定义支承刚度系数、阻尼系数等边界条件
4. 离散化设置：指定单元划分数量和节点分布方案
5. 计算参数：设定频率搜索范围、收敛精度等数值计算参数

执行计算

运行主程序后，系统将自动完成以下计算流程：

• 转子系统离散化建模
• 传递矩阵组装与边界条件处理
• 特征值问题求解
• 结果分析与输出

结果获取

计算完成后可获取：

• 各阶固有频率数值列表
• 对应振型的振幅和相位数据
• 临界转速分布图表
• 振型可视化图形
• 计算收敛性和误差分析报告

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM（大型模型建议8GB以上）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括转子模型的离散化处理、单元传递矩阵的生成与组装、系统边界条件的施加与处理、特征值问题的数值求解算法、固有频率与振型的计算提取、结果数据的可视化输出以及计算过程的收敛性监控与误差分析。该文件整合了完整的计算流程，为用户提供了一站式的转子动力学特性分析解决方案。