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轴承和转子动力学特性分析专用软件

轴承和转子动力学特性分析专用软件

Dynamics of Rotor-Bearing Systems


一、软件背景


DyRoBeS软件是美国研发的一款轴承设计分析你和转子动力学特性分析软件,自从1991 年发布以来,DyRoBeS 以其面向工厂、针对性强、快速准确、出色性能等显著特点,在轴承设计分析与转子动力学特性分析领域受到了广泛地应用和行业最高评价。


DyRoBeS软件是由美国机械工程师学会院士陈文政博士开发,陈博士毕业于美国亚利桑那州立大学, 曾在世界500 强企业美国英格索兰公司工作20 年,参与和主持了泵、多种压缩机、涡轮增压器、燃气轮机、膨胀机、电机/发电机等产品的设计和制造. 在设计过程中解决了许多关键性问题,在滑动径向轴承和气体轴承的研究方面有多项专利。陈博士在转子动力学和轴承领域的研究紧密结合工程应用,发表研究论文数十篇,曾获得H. H. Jeffcott Award,并因其在旋转机械领域的卓越贡献,入选Who’s Who in Scienceand Engineering


国外用户包括政府研究机构(Air Force, NASA,and Navy),航空航天(Boeing, GE, United Technologies, NorthropGrumman,Honeywell,Rolls Royce, etc. ),工业企业(Borg Warner, Capstone,Centrilift,CurtisWright, EDS, Emerson,GE, GM, Holset, IHI, IR, DR, SAMSUNG,Shell,Siemens, TECO, Westinghouse, etc.),轴承企业(John Crane, Kingsberry,MITI, Timken,etc.),诸多旋转机械工程咨询公司、大学和研究所等。


中国区用户也已经超过40家,涵盖透平机械、电机、轴承、齿轮箱等企业和研究机构。二十多年来,该软件已经被许多学术研究人员和工业界技术专家们严格地测试和验证,软件的成熟度及其面向工程的特性得益于全球500多家用户的积极应用和开发建议。


二、软件功能


软件能够实现横向振动、扭转振动、轴向振动分析功能,并能进行弯、扭、轴向耦合振动分析,可模拟齿轮运动,能够模拟具有不同的转动方向、转速的多转子系统、套轴转子系统;能准确计算分析固定瓦轴承(包括圆柱瓦、椭圆瓦、三片瓦、四片瓦、多片瓦、错位瓦、多圆弧瓦块等)、可倾瓦轴承、浮环轴承、气体轴承等多种滑动轴承,深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触球轴承等多种滚动轴承以及静压轴承和挤压油膜阻尼器等;分析齿轮传动轴系的齿轮啮合力大小及方向、以及轴承载荷的计算,可计算由于齿轮啮合和气动力引起的轴承载荷。


1. 便捷的建模计算

  • 具有二维梁单元直接建模功能,可基于转子部件节点坐标直接建模或通过EXCEL对三维非对称实体单元进行等效简化建模并导入到软件中;

  • 具有方便的模型修改功能,可直接通过数值尺寸更改模型;

  • 具有多种单位制,不同的单位可以方便转换,无须更改数模;

  • 支持材料库自定义,包含常用润滑油工质库等;

  • 可考虑输送液体对转子动力学的影响,可以分析干态与湿态两种工况;

  • 具有计算轴承在工作状态下的阻尼、刚度等参数的功能,并将这些参数输入到转子系统中,分析其对转子动力学特性的影响,从而使模拟计算模型与实际产品工况保持一致,得到更加准确的计算值;

  • 具有极高的计算速度,满足买方在短时间内分析多个修改方案的要求;

  • 具有丰富的后处理,所有图片均支持PNG,JPG,BMP,JIF等格式的输出。



2. 转子-轴承系统的横向振动计算分析

  • 通过分析转子系统应变能、动能分布情况,判断转子振型,以及轴承、支撑、转子及其零部件在不同振型下运动形态和特征;

  • 通过临界转速分析,得到转子临界转速与支承刚度变化规律;

  • 通过伯德图计算由不平衡力,轴弯曲或盘倾斜等原因引起的转子系统的稳态同步响应,可直接在图中显示临界转速及工作转速范围,以方便校核工作转速是否满足API中关于隔离裕度的要求;

  • 通过非线性谐波响应和瞬态响应分析能得到相应的轴心轨迹图、FFT频谱图、瀑布图等;

  • 通过稳定性分析可得到涡动速度图、稳定性图和涡动振型图等。


3. 转子-轴承系统的扭转振动计算分析

  • 包括扭振固有频率和振型分析、频率响应分析和瞬态响应分析;计算分析结果应包括:固有频率,振型图,坎贝尔图,扭矩、扭转角和扭转应力频率域响应和时间域响应等。


4. 各种滑动轴承和静压轴承的参数设计和动力学分析

  • 输出轴承刚度和阻尼系数,临界轴颈质量和涡速比;具有可倾瓦轴承热平衡计算功能,可以得到轴承的刚度、阻尼,最小油膜厚度,最大油膜压力,油温,功耗等相关轴承参数,给出满足完全液体润滑时最小供油量。


三、软件优势


1. 界面简洁,操作方便

软件基于Windows系统,界面整体布局简洁明了,方便用户操作。


航空发动机工程模型

2. 参数模块化,设置准确

所有计算用到的相关参数模块化集成,帮助用户准确把握设置参数。


参数输入界面集成化


3. 二维建模,修改快捷

基于梁单元节点式建模,修改便捷,帮助用户短时间完成多种方案设计。

直接输入或借助EXCEL建模

4. 面向工程,计算极快

软件结合大量工程实例对计算算法进行验证,计算准确;计算速度极快,方便用户快速优化调整,缩短研发周期。

坎贝尔图分析


5. 功能丰富,专业性强

软件包含工程中常用的各种滑动轴承,止推轴承,磁力轴承,螺旋密封等专业模块。

止推轴承和螺旋密封


6. 丰富、直观的后处理

非常丰富的后处理,动态直观地展示用户关心的结果参数,便于分析和讨论。


阵型、临界转速及应力分析