Page 48 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 38 卷第 8 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 38 No. 8
2025 年 8 月 Journal of Vibration Engineering Aug. 2025

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主控式弹支干摩擦阻尼器 单转子系统减振特性

高象宏， 蒋明宏， 张 鹏， 祝长生

（浙江大学电气工程学院， 浙江 杭州 310027）

摘要: 本文研究了主控式弹支干摩擦阻尼器‑单转子系统的减振特性。建立了转子系统的动力学模型及干摩擦阻尼器接触界
面的二维动力学模型。采用 Newmark‑HHT 数值积分法求解了不同摩擦副正压力条件下主控式弹支干摩擦阻尼器‑单转子系
统的稳态响应及摩擦副正压力变化前后的瞬态响应。在所搭建的主控式干摩擦阻尼器‑单转子系统动力学特性试验台上测量
了不同摩擦副正压力情况下转子在过一、二阶临界转速区时的振动响应。理论仿真与试验结果验证了利用主控式干摩擦阻尼
器只能在一定的摩擦副正压力条件下才能对转子系统的振动进行控制，为转子系统振动控制策略的制定提供了理论基础。

关键词: 转子系统； 减振特性； 干摩擦阻尼器； 动力学建模； 试验验证
中图分类号: TB535； TH133 文献标志码: A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202307058

Vibration reduction characteristic of rotor system with active elastic

support dry friction damper

GAO Xianghong， JIANG Minghong， ZHANG Peng， ZHU Changsheng
（College of Electrical Engineering， Zhejiang University， Hangzhou 310027， China）

Abstract: The vibration reduction characteristic of rotor system with active elastic support dry friction damper is studied in this pa‑
per. The dynamic model of rotor system is established and a 2D friction model of contact surface in dry friction damper us built.
The transient and steady state dynamic responses of rotor system are obtained after dynamic equations being solved by utilizing
Newmark-HHT numerical integration method. The steady state vibration signals of dry friction damper rotor system under differ‑
ent normal load are compared， meanwhile the transient dynamic responses of rotor system before and after turning on dry friction
damper are studied. Experimental test rig for rotor system and dry friction damper are set up. The vibration signals of rotor while
passing the first-second critical speed regions are measured and analyzed. Then the experimental vibration signals are compared
with simulation vibration responses to verify the vibration reduction effect， and the vibration attenuation characteristic of dry friction
damper on rotor system under different working conditions is studied. The results show that the active elastic support dry friction
damper could only attenuate rotor’s vibration within a certain normal force. Finally， the results could provide theoretical guide for
vibration control strategy on rotor system.

Keywords: rotor system； vibration reduction characteristic； dry friction damper； dynamic modelling； experimental verification

转子系统是高速旋转机械的核心部件。转子在 在转子的支承位置采用弹性阻尼支承来为转子
运行过程中由于剩余不平衡、外加激励和其他因素 系统提供必要的阻尼已经被证明是一种最有效的控
会导致振动过大，容易造成设备服役性能退化和机 制转子系统振动的方法，在航空发动机转子系统中
身安全问题。特别是在由滚动轴承支承的转子系统 已经作为一个设计标准 。弹支干摩擦阻尼器是一
［2］
中，由于滚动轴承给转子系统提供的阻尼较小，转子 种典型的弹性阻尼支承结构，但由于摩擦副表面的
系统在过临界转速时的振动较为突出，为了减小由 摩擦学特性比较复杂，国内外虽然对这种阻尼器的
滚动轴承支承转子系统在通过各阶临界转速时引起 特性进行了许多研究，但在接触界面摩擦力学和转
的振动，在转子支承上使用阻尼器是最常用的措施 子 系 统 动 力 学 方 面 仍 然 存 在 许 多 问 题 有 待 深 入
［1］
之一 。 研究。

收稿日期: 2023-07-21； 修订日期: 2023-11-12
基金项目: 国家科技重大专项（J2019-IV-0005-0073）