汽轮机转子系统前三阶临界转速的传递矩阵法

资 源 简 介

汽轮机转子系统前三阶临界转速的传递矩阵法

详 情 说 明

传递矩阵法在汽轮机转子系统临界转速分析中的应用

汽轮机转子系统的临界转速分析是旋转机械动力学研究的核心问题之一，前三阶临界转速的确定直接影响机组的安全运行范围。传递矩阵法因其计算效率高、建模灵活的特点，成为工程中广泛采用的数值计算方法。

基本原理 传递矩阵法将复杂转子系统离散为若干质量-弹性单元，每个截面的状态向量（位移、转角、弯矩、剪力）通过传递矩阵关联。利用转轴的连续条件与边界条件，最终构建系统的特征方程，通过行列式求根获得临界转速。

前三阶分析要点 一阶临界转速 反映转子系统整体弯曲振型，传递矩阵需考虑轴承支撑刚度的影响，通常对应转子的最低危险转速。 二阶临界转速 体现转轴高阶弯曲变形，需在传递矩阵中引入陀螺力矩效应，该效应会使得临界转速随转速升高而增大。 三阶临界转速 可能出现复杂振型组合，要求传递矩阵完整涵盖轴向分段特性（如叶轮集中质量）和分布式参数（轴段惯性）。

工程优势 相比有限元法，传递矩阵维数固定（4×4），计算量显著降低 天然适合链式结构的转子系统建模 可方便集成轴承油膜刚度、密封动力特性等非线性因素

注意事项 实际应用中需配合Campbell图验证，并考虑温度梯度对材料弹性模量的影响。对于多跨转子系统，传递矩阵需引入耦合联轴器单元。