便于工程应用的转子动力学计算软件开发

摘要

对于高速旋转机械的设计和研究，转子系统的动力学建模、分析计算非常重要。目前工程应用的一些转子动力学计算软件在用户界面方面相对传统的计算软件有了较大的改善，特别是在软件结果输出的可视化方面有较大改善。但是对于转子计算建模阶段，仍需进行转子分段建模等较为繁琐的数据准备工作，该项工作不仅繁琐而且非常专业，因此目前工程上应用的一些转子分析软件在使用方面都存在需非常专业人士使用的缺陷。本研究论文针对该类计算软件的缺陷，通过对现代绘图软件结构的分析，编制图形处理软件直接提取现代CAD软件绘制的转子图形，按照转子分段建模的规律实现对转子的自动分段建模，使转子计算模型的数据准备工作能实现自动化，使转子动力学的计算程序的使用变得更加方便和简易。 论文首先介绍了本课题工作的背景和意义，阐述了本课题所涉及到的各种基础理论知识和对象。通过对构成转子图形提取和自动分段前处理工作的分模块的讲述，详细说明了前处理的目的、接口、具体实现机理，重点介绍了如何通过读取图形文件和用户交互的手段高效率地建立转子模型，准确分段并形成合理规范数据的程序原理和编制框图。论文介绍了如何在计算机上模拟用户的图纸作业来搜索遗漏根的具体实现方法，使原有转子计算程序在搜寻临阶转速特征根确定搜寻范围和防止遗漏根方面的工作变得方便和简单。文章最后通过部分算例验证开发的程序能够比较好地完成转子动力学的数据准备和克服遗漏根的工作。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题背景和意义

1.2现代绘图软件介绍及二次开发

1.3课题研究的主要任务

1.4程序开发的总体思路

1.5本章小结

第二章传递矩阵法的理论基础及二次开发对象

2.1传递矩阵法的原理

2.2转子系统的建模

2.3 PROHL传递矩阵法和RICCATI传递矩阵法

2.4 ROT计算程序的说明

2.5 DXF文件及其主要结构、功能

2.6本章小结

第三章图形提取及转子分段前处理模块

3.1前处理功能模块简介

3.2读图模块

3.3提取图形数据模块

3.4绘图模块

3.3.1绘图的准备工作

3.3.2绘制原始图形

3.3.3绘制处理图形

3.5图形编辑工具模块

3.6添加转子物理和力学特征模块

3.7本章小结

第四章人机交互式搜索特征根模块

4.1搜索特征根模块的接口、目的和实现

4.2根轨迹图的绘制

4.3叠加图的实现原理

4.4实部和虚部的局部根轨迹图实现原理

4.5调用ROTA程序重新搜索转子临界转速

4.6本章小结

第五章程序的使用说明和算例

5.1控制ROT计算程序的方法

5.2程序使用说明

5.3前处理程序算例验证

5.4搜索特征根模块算例验证

5.5本章小结

第六章总结和展望

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表论文

致谢

附录AUTOCAD2000中各实体的组码及作用