附加图像：

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  冯·米塞斯（Von Mises）的压力和曲轴不同轴承的轨道图，固体转子界面。

• 旋转图用于使用光束元件模拟的旋转机转子的分析。这些图形也可以包含在轴承和磁盘等组件的路径中。
• 坎贝尔图显示了转子速度相对于转子的固有频率的变化。在正向旋转中，特征频率随转子速度而增加。在向后旋转中，特征频率随转子速度而降低。结果，固有频率彼此越过转子速度（右）。
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  瀑布图显示了其中一个轴承的位移。该图显示了频率（X- 轴，沿着情节的正面），角度速度（y- 轴，沿图）和振幅（z- 轴，在图块的垂直方向上）3D。颜色图还显示了位移的幅度。

转子和流体动力轴承的全面建模工具

与comsol多物理学^®仿真平台及其附加模块，您可以访问一组称为物理接口的预定义建模工具，这些工具是针对特定分析领域量身定制的。RotorDynamics模块提供了五个专用的物理接口，您可以使用这些界面来准确地对转子和轴承进行建模：

1. 这固体转子用于建模转子作为完整3D几何模型的接口，或使用COMSOL多物理的内置CAD功能^®。
2. 这梁转子用1D梁和伴随组件作为点的转子建模的界面。
3. 这流体动力轴承用于对轴承的详细建模的界面，该轴承包括轴承中的润滑膜。
4. 这固体转子带有流体动力轴承3D转子和流体动力轴承的组合建模的界面以及它们之间的相互作用。
5. 这带有流体动力轴承的梁转子转子（定义为梁）和流体动力轴承的组合建模的界面以及它们之间的相互作用。

通过使用RotorDynamics模块中可用的多物理耦合，您可以通过将物理耦合在该物理中捕获油旋转和鞭打的效果流体动力轴承接口与梁转子和固体转子接口。

此外，您可以将rotordynamics模块与其他模块结合在一起comsol产品套件用于耦合和多物理模拟。这意味着您可以检查其他类型的物理学如何影响您的转型动力学设计。例如，通过将rotordynamics模块与多体动力学模块，您可以执行瞬态模拟，以预测齿轮组件中的振动，以进行外部施加的扭矩。

准确分析完整的旋转机组集

为了实现对旋转机械组件的最准确描述，您需要能够考虑其所有参与组件。您可以使用最通用的方法来建模此类组件，传统有限元分析，并使用固体转子旋转动力模块中的接口。使用这种方法，您可以用3D几何形状表示转子，并使用实心元素来定义转子组件。

在里面固体转子界面，您可以在分析中包含几何不对称和不平衡的完整描述，以及非线性的几何效应。您还可以考虑期刊和安装的变形，考虑陀螺仪效应，并捕获模拟中旋转软化和压力僵硬的影响。如果您需要明确的仿真结果来实现转子及其组件中的变形和应力，则此界面最有用。

使用光束元素进行计算高效的动力学模拟

如果您想执行计算保守的模拟，则可以使用梁转子旋转动力模块中的接口。使用此界面，您可以通过仅使用光束元素在轴向方向上明确对转子组件的设计近似于设计。这种方法基于线性timoshenko梁理论。

借助RotorDynamics模块中包含的方程式配方，您可以将旋转动力学分析的轴向，弯曲和扭转成分分开。您还可以在沿梁的各个点上添加磁盘，以表示转子上的各个组件或基础，或者指定这些零件的偏移。这些组件可以包括飞轮，滑轮，齿轮，叶轮和旋翼叶片组件，仅举几例。

您可以准确模拟与纤细度比为0.2的转子中的变形梁转子界面。转子的横向上的信息是根据遵循梁的性质指定的，例如横截面表面积和惯性矩。使用此界面时，您假设梁的横截面尺寸比转子的轴向长度小得多，从而忽略了转子的横截面变形。在这种情况下，转子被建模为一系列磁盘和梁。

转子组件设计中的型号积分轴承和基础

轴承和基础对于转子组件至关重要。它们是将转子连接到其周围部分的组件。转子系统响应对轴承或基础的类型非常敏感，因此您需要能够准确地描述其行为。旋转动力学模块中的专用接口和功能使这些组件易于定义。

期刊轴承

期刊轴承限制了日志在横向方向上的翻译运动，并且由于期刊的有限长度，其在两个侧轴上的旋转。建模期刊轴承有两种选择：作为完整的流体动力轴承，详细描述了润滑剂的压力和流动，或者通过使用集体模型进行近似。

集团模型

借助集体模型，您可以模拟以下各种轴承轴承及其在旋转动力学模块中的行为：

• 没有清除轴承
  • 这些轴承非常僵硬，因此轴承中期刊的运动非常小，不会影响转子的整体响应。
• 纯流体动力轴承
  • 基于Ocvirk的理论，该轴承模型在转子杂志上充当弹簧抑制系统。动态刚度和阻尼系数可以已知或未知。如果未知，您可以根据轴承中的期刊运动来评估它们。
• 轴承刚度和阻尼系数
  • 该模型使用弹簧型抑制系统，在转子的横向方向上具有两个转换刚度和阻尼系数，以及两个旋转刚度和相应的阻尼系数围绕横向方向。这些值是通过执行实验或通过计算机模拟来知道的，并且可以作为日记运动的函数作为表数据输入。
• 轴承力和时刻
  • 您还可以通过实验数据或作为期刊运动的功能将反作用力和力矩直接应用于期刊上，而不是模拟轴承。

流体动力轴承

您可以用流体动力轴承界面。该界面包括预定义的物理学，可以轻松地对日记帐和衬套之间的油进行建模，以通过求解雷诺方程来充当润滑剂。

您可以使用此界面来分析日志轴承及其特征，以刚度和阻尼，或者在多物理学中耦合固体转子或者梁转子界面研究完整转子组件的动力学。这些接口为以下流体动力轴承类型提供内置模型：

• 清楚的
• 椭圆形
• 阵阵
• 多虫
• 倾斜轴承
• 用户自定义

推力轴承

为了分析推力轴承，这限制了转子的轴向运动和围绕侧轴的旋转，您可以使用集团参数。您能够在旋转动力学模块中对以下推力轴承及其行为进行建模：

• 没有清除轴承
  • 您可以使用此模型完全约束转子的轴向运动，并围绕两个侧轴旋转。当轴承的效果对转子组件的动力学不显着时，这很有用。
• 轴承刚度和阻尼系数
  • 该模型使用沿着转子轴的一个翻译刚度和阻尼系数的弹簧抑制系统，以及两个旋转刚度以及围绕横向方向的相应阻尼系数。这些值是通过执行实验或计算机仿真来知道的，并且可以作为圆领运动的函数作为表数据输入。
• 轴承力和时刻
  • 您也可以通过实验数据或作为项圈运动的功能直接将反作用力和力矩直接应用于项圈，而不是模拟轴承。

基础

轴承基础是轴承休息的结构成分。您可以在转子组件设计中建模基础，为：

• 固定基础
  • 轴承的运动是刚性或不显着影响转子响应的地方。
• 移动的基础
  • 地基和轴承运动受到外部振动的影响。可以通过使用其他COMSOL多物理学解决这些效果，将其作为数据，方程，函数或结果应用^®附加模块。
• 灵活的基础
  • 柔性基础可以改变转子的临界速度，并在已知基础的等效刚度的情况下被该模型捕获。

一系列研究类型使不同的分析技术成为可能

借助RotorDynamics模块中包含的研究类型范围，您可以使用适合转子动力学现象的特征的不同分析技术正确分析转子组件的动力学。

RotorDyanics模块使您能够考虑陀螺症的效果，包括框架加速器。在模块中，通过使用与转子同步旋转的坐标系，从旋转观察者的角度对振动效应进行建模。这简化了您的建模过程，因为您不需要知道转子的实际物理旋转即可模拟组件。

从旋转框架的角度来看，不再适用静止与动态力的常规直觉。在动力学分析中，惯性效应可能是固定力，而在传统分析中固定的重力似乎是从旋转框架中看到的动态正弦曲线变化的力。通过这种方式，一项固定研究在旋转动力学方面具有不同的解释，与常规分析相比。

转子的振动模式将以转子旋转（前向旋转）或相反方向（向后旋转）的方向以轨道行驶。可以使用各种特征频率和频域研究以及使用时域研究进行完全短暂的分析来分析这种现象。

在旋转动力学模块中，您可以使用以下研究类型进行静态和动态分析：

• 固定研究
  • 对于在脉动框架中的负载不会显着改变其幅度和方向的情况，或者在转子的材料模型中没有时间依赖性，例如粘弹性和蠕变。您可以使用固定研究并逐步介绍不同参数的参数研究，例如不同质量偏心率的转子行为。
• 特征频率研究
  • 求解了固有频率和相应的模式形状，即使在转子不完全约束的情况下，也为未阻尼和阻尼系统求解。您可以使用特征频率研究通过在转子的一系列角速度上多次重复特征频率分析来确定转子的稳定工作范围和临界速度的节点。
• 频域研究
  • 如果从旋转框架看到所有负载时，则计算转子的响应。
• 时间域研究
  • 对于您不能无视不平衡及其在脉络框架上的时间变化中的惯性效应的情况。
• FFT研究的瞬态
  • 在转子的角速度上进行参数扫描，同时还由时间域模拟，然后是快速傅立叶变换（FFT）。由于该研究类型在计算上很昂贵，因此当转子的变形在确定转子组件的整体动力学中起重要作用时，您应该主要使用它。

使用各种绘图类型可视化您的旋转动力学模拟

使用RotorDynamics模块，您可以对模拟结果进行清晰明确的可视化，并使数据可用于进一步使用和分析。在此模块中，您可以从特定于RotorDynamics应用程序的各种绘图类型中进行选择，包括：

• 旋转图（模式形状），该图以离散的旋转间隔绘制转子轴的模式形状。
• 坎贝尔图，这些图绘制了转子速度相对于转子速度的固有频率的变化。
• 瀑布图，随着转子角速度的增加，由于频谱的变化。
• 轨道图，将位移绘制在转子上的某些点，例如磁盘和轴承的位置。