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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种基于临界转速对应的轴系动力学参数模型缩比设计方法，通过相似理论推导转子轴段、轮盘、支承刚度等各项参数缩比因子，得到初步的动力学缩比模型，之后对动力学缩比模型进行参数灵敏度分析，确定关键优化参数及范围，并以低阶临界转速偏差的总绝对值最小为目标函数对关键参数进行迭代优化，最终得到动力学特性与原型机高度吻合的动力学参数模型缩比转子。该方法以低阶临界转速偏差的总绝对值最小为目标函数对关键参数进行优化，获得动力学特性接近原型机的动力学参数模型缩比转子，有效的解决实验转子的准确设计问题。

主权项：1.一种基于临界转速对应的轴系动力学参数缩比转子模型设计方法，其特征在于：提取转子原型机的结构参数，通过相似理论推导转子轴段、轮盘、支承各项参数缩比因子，得到初步的动力学缩比转子模型，对动力学缩比转子模型各参数进行灵敏度分析，确定关键优化参数及范围，并以低阶临界转速偏差的总绝对值最小为目标函数对关键参数进行迭代优化，得到原型机的动力学参数缩比转子模型；缩比转子模型的参数包括轴段长度和直径、轮盘的厚度和直径、支承的刚度，用以对缩比转子根据原型机转子结构进行建模；所述动力学参数缩比转子模型设计方法具体包括以下步骤：步骤1、基于相似理论，计算轴段、轮盘、支承参数的缩比因子，并确定初始缩比条件，根据原型机的结构尺寸，计算缩比转子轴段、轮盘、支承各参数，获得初步的动力学参数缩比转子模型轴系；步骤2、确定参数的变化比例，依次将各参数按照该比例变化，计算参数变化后的轴系临界转速，与原型机的临界转速进行比较，计算得到各参数的影响因子κi；步骤3、循环步骤2，遍历计算，直至完成得到所有参数的影响因子κi； 式中，ω0为原型机临界转速，ωi为动力学缩比模型转子的临界转速；步骤4、进行灵敏度分析，根据动力学参数缩比转子模型轴系的临界转速与原型机的各阶偏差，选择相应阶次影响因子较高的参数作为优化调节参数；优化参数的选择准则为保证对轴系临界转速灵敏度高，并便于转子制造和装配；步骤5、确定优化调节参数的选择范围；步骤6、采用优化算法对目标函数进行迭代优化，前三阶临界转速分别与原型机各阶临界转速差的绝对值之和作为优化目标函数，约束条件包括优化参数的选择范围； 式中，ωi为动力学参数缩比转子模型的第i阶临界转速，ωi0为原型机的第i阶临界转速，Wi为各阶临界转速偏差的权重因子；步骤7、获得终优化后得到动力学参数缩比转子模型的参数，根据各参数值重新建模，得到原型机的动力学参数缩比转子模型设计的转子；所述动力学参数缩比转子模型参数灵敏度分析是寻找并总结轴系的临界转速随各个参数的变化规律；考虑前数阶临界转速分别与原型机各阶临界转速差的绝对值之和作为优化目标函数；临界转速阶次的选择取决于实验转子要模拟原型机临界转速阶次的程度。

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