MSC Software Corporation

Область применения роторной динамики – анализ динамических нагрузок и динамической устойчивости вращающегося оборудования. Эти факторы играют важную роль в обеспечении безопасности, надёжности и долговечности широкого круга изделий машиностроения.

В процессе функционирования роторных машин, таких как газотурбинные двигатели и энергетические установки, паровые турбины, турбодетандеры, и др., могут возникать явления динамической неустойчивости, при которых происходит выраженное увеличение амплитуд колебаний их конструктивных элементов, что может приводить к разрушению конструкций и другим негативным последствиям. Уровни динамических нагрузок в процессе штатного функционирования и в различных аварийных режимах работы роторных машин необходимо рассчитывать и использовать при проектировании роторов, опор и корпусных деталей, систем управления, задания режимов разгона и торможения роторов, назначения интервалов технического обслуживания и т.д.

Модуль MSC Nastran Rotor Dynamics, совместно с другими модулями MSC Nastran и системой пре-постпроцессинга Patran предоставляют широкие возможности исследования динамики роторов совместно с опорами и статорами. Для моделирования опор предназначены специализированные упруго-демпфирующие связи с широким набором свойств и настроек, а также средствами программирования для сложных характеристик. Статорами могут выступать как корпусные детали турбомашин, так и более сложные узлы и даже изделия целиком, например самолёты, суда, наземные транспортные средства и другие.

Решатель MSC Nastran позволяет моделировать динамику роторных машин методом конечных элементов в одномерной, двумерной осесимметричной и трёхмерной постановках. Основные задачи, решаемые с применением модуля MSC Nastran Rotor Dynamics:

• Построение математических моделей динамики роторных машин (в том числе многовальных) с учётом характеристик опор, с возможностью выгрузки матриц в виде суперэлемента и последующего использования в анализе динамики более сложных систем;
• Расчёт действительных и комплексных собственных значений, собственных частот и форм колебаний для моделей роторных машин;
• Анализ динамики установившихся колебаний и динамической устойчивости роторных машин при синхронной или асинхронной прецессии;
• Автоматизированное построение диаграмм Кемпбелла;
• Моделирование частотного отклика изделий с учётом нелинейных упругих и демпфирующих характеристик опор роторов;
• Расчёт динамического отклика при обрыве лопаток, касании ротора о статор и других негармонических воздействиях;
• Анализ вибрационных характеристик при наличии дисбалансов роторов, в том числе при возникновении дисбаланса в процессе расчёта;
• Анализ установившихся и переходных динамических процессов в изделиях с учётом динамики роторов и статоров в различных эксплуатационных режимах.