MATLAB有限元转子动力学非线性时频域分析系统

资 源 简 介

本项目开发一套完整的MATLAB转子动力学分析程序，支持非线性因素建模、时域响应分析和频域特性分析，适用于复杂转子系统的动态性能评估与故障诊断。

详 情 说 明

基于有限元的转子非线性动力学时域频域分析系统

项目介绍

本项目是一套基于MATLAB开发的转子动力学分析软件，采用非线性有限元方法建立转子系统模型，结合先进的数值算法实现转子动力学行为的时域与频域全面分析。系统能够有效模拟非线性轴承力、间隙效应等复杂因素，为旋转机械的设计、故障诊断和安全评估提供可靠的计算工具。

功能特性

• 非线性有限元建模：建立考虑非线性支承特性的转子系统有限元模型
• 时域响应分析：采用Newmark-β积分算法求解转子动力学方程，获取位移、速度、加速度响应
• 频域特性分析：通过FFT变换得到频谱特性，分析临界转速、振型等关键参数
• 非线性动力学分析：支持分岔图、庞加莱截面、李雅普诺夫指数等非线性特征计算
• 综合可视化：提供三维振动动画、坎贝尔图等多种结果展示方式
• 工程实用功能：计算不平衡响应、临界转速等转子系统重要特征参数

使用方法

1. 参数配置：在相应配置文件中设置转子几何参数、材料属性、支承条件等输入参数
2. 模型建立：运行程序自动生成转子有限元模型，包括质量、刚度和阻尼矩阵
3. 分析计算：选择时域分析或频域分析模式，设置转速范围、时间步长等计算参数
4. 结果查看：程序自动生成振动响应曲线、频谱图、特征参数列表等分析结果
5. 后处理：通过可视化模块观察转子振型动画、非线性特征图等高级分析结果

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必要工具箱：需要安装MATLAB基本模块及信号处理工具箱
• 硬件配置：推荐4GB以上内存，复杂模型计算需要更高内存配置
• 操作系统：Windows 7/10/11，Linux或macOS系统均可运行

文件说明

主程序文件整合了转子动力学分析的核心流程，实现了从参数输入到结果输出的完整功能。具体包括转子有限元模型的自动建立、非线性动力学方程的求解、时域积分的数值计算、频域特性的变换分析，以及临界转速和不平衡响应等关键参数的计算。同时负责协调各模块间的数据传递，生成时程曲线、频谱图和三维动画等多种可视化结果，并支持非线性动力学特征的深度分析。