Page 231 - 《振动工程学报》2026年第2期

第 2 期 郭铭杰，等：转子在非均匀温度场下的瞬态振动响应特性研究
热变形量与对应温差之间的线性关系，可以得到转
子达到可接受热变形量的可接受温差。
2.3.4 不同停车时间
2
保持 50 rad/s 升速速率不变，根据图
转子热起动前停车时间 [21-22] ，转子瞬态响应特性如
图 15 所示。
振动幅值 / μm
100
振动幅值 / μm 50
0 100
1500
1000 50
500 停车时间 / min 0
−1 0 0
转速 / (rad·s )
图 15 不同停车时间下的转子瞬态响应（盘
Fig. 15 Transient response of the rotor under different
stopping times (disk 1)
从图 15 中可知，旋转机械转子在停机后，不同
停车时间后快速热起动到预定转速过程响应幅值不
同；在其他起动条件一致的情况下，随停车时间的增
加， 热 起 动 时 测 点 振 动 幅 值 呈 先 增 大 后 减 小 的 趋
势。在转子起动前合理控制停车时间，可达到避免
或减小转子热弯曲的目的。
3 结 论 HE Peng， LIU Zhansheng， LIU Zhenxing. Finite element
本文综合考虑轴向和径向空间温度场分布的影
响，基于转子热变形现象将转子热变形等效为热弯
曲激励力，依据转子瞬态动力学理论建立变工况下
轴向参数连续变化的转子瞬态动力学有限元模型。
根据转子模拟停机自然冷却的瞬态热分析结果，分
析不同升速速率、不同轴向温度、不同弯曲量以及
不同停车时间转子起动过程的瞬态动力学响应，得
出以下规律性结论。
（1）低速时，相较于不平衡激励，初始变形量激
励下系统具有较大的振动幅值，而当转速高于二阶
临界转速时，系统响应幅值由于热变形自定心作用
而迅速趋近于零。
（2）在转子停机快速热起动过程中，随着升速速
率的增大，转子前两阶临界转速增大，对应响应幅值
逐渐减小。
（3）在转子停机过程，转子整体轴向温度不断下
降，随着轴向温度的下降，转子前两阶临界转速右
移，对应瞬态响应幅值稍微下降。
（4）转子在不同自然冷却过程中的热弓形状相
547
似，接近一阶模态形状。热弓是暂时的，随着停车时
间的增加，热弯曲量先迅速增大，经过较长时间后最
终会消失，但减小的时间要比形成的时间长得多。
10 仅改变
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