轉子穩定性

轉子穩定性是轉子保持無橫向振動的正常運轉狀態的性能，是轉子動力學研究內容之一。轉子穩定性問題的主要研究對象是油膜軸承。

轉子穩定性

正文

轉子保持無橫向振動的正常運轉狀態的性能，是轉子動力學研究內容之一。若轉子在運轉狀態下受到偶然的微小擾動後產生的與正常運轉狀態的偏離總能保持微小或逐漸消逝，則這一運轉狀態是穩定的；否則是不穩定的。在轉子動力學中，不穩定通常是指不存在或不考慮周期性干擾的情況下，轉子在受到偶然的微小擾動後產生強烈橫向振動。
轉子穩定性問題的主要研究對象是油膜軸承。油膜對軸頸的作用力是導致軸頸乃至轉子失穩的因素，該作用力可用流體力學的公式求出，也可通過實驗得出。一般是通過線性化，將一個軸承的作用力的特性用八個常係數表示。這樣，作用力就可表為軸頸徑向位移和徑向速度的線性函式。對於最簡單的、兩頭對稱的轉子，通過上述方法得到的轉子穩定判別式為：

式中ω為轉速；ωC為臨界轉速；F為軸承所受的載荷；m為轉子集中質量;c為軸承與軸頸間的間隙之半；K1和K2為由上述八個常係數的函式。上式可用來判別穩定狀態和不穩定狀態所對應的轉速。轉速ω滿足這個不等式時轉子的轉動是穩定的。開始進入不穩定狀態的轉速稱為門限轉速。用上述線性化方法求出的門限轉速已由許多實驗所證實。但超過門限轉速之後，轉軸的實際振動並不象線性化方法所表明的那樣會無限增大，而是保持在一定的幅度內。對這種實際振動的描述一定要計入非線性因素。油膜還會導致另一種失穩，它是由油膜在軸頸和軸承之間繞行引起的。油膜內表面與軸頸同速，而外表面與軸承一樣，速度為零。故油膜以平均速度即轉子轉速之半在間隙中繞行，形成以轉速數值之半為頻率的激發源。當轉速達到使轉子產生強烈振動的臨界轉速的兩倍時，這種激發源就引起頻率大約等於臨界轉速數值的劇烈振動，使轉子失穩。導致失穩的還有材料的內摩擦和乾摩擦，轉子的彎曲剛度或質量分布在二正交方向不同，轉子與內部流體或與外界流體的相互作用，等等。有些失穩現象的機理至今還不清楚。

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