1.剛性支撐+對稱轉子
1.1質量偏心+縱向放置
將Jeffcott轉子立起來避免了由於質量偏心加重力產生的靜彎曲。
忽略軸向位移。
轉子扭轉剛度無限大。
(x,y)爲圓盤形心o'的位置,得出形心的渦動方程。
用複數表示該方程組 z=x+iy
1.2質量偏心+橫向放置
質心c的運動方程
也可以將其變換爲形心o'的渦動方程
質心c的轉動方程
注:由質心運動方程推導形心的渦動方程
Xc = X + e*cosφ,Yc = Y + e*sinφ
對其兩邊求兩階導
Xc'' = X'' - eφ''*sinφ - eφ'**2*cosφ,Yc'' = Y'' - eφ''*cosφ - eφ'**2*sinφ
因爲是穩態,所以角加速度φ''=0。
將這些式子帶入質心的運動方程
mX'' + kX = meφ'**2*cosφ - mg
mY'' + kY = meφ'**2*sinφ
轉速爲Ω,則φ=Ωt,φ'=Ω
mX'' + kX = meΩ**2*cosΩt - mg
mY'' + kY = meΩ**2*sinΩt
2.剛性支撐+偏置轉子
與對稱轉子對轉軸只作用有力 不同的是,圓盤對轉軸還作用有力矩。
F與M的方向如圖:
圓盤給轉軸的力
Fx = K11*x + K12*α
Mx = K21*x + K22*α
Fy = K11*y + K12*β
-My = K21*y + K22*β 這裏的My取負號,是因爲方向沿x軸負方向
注:K11 = Fx/x K12 = Fx/α K21 = Mx/x K22 = Mx/α,K12=K21
由於是圓截面,則Fx/x=Fy/y,Fx/α = Fy/β,Mx/x = My/y,Mx/α=My/β
如:K11是指 沿x方向移動單位位移時,需要在x方向施加的力。也就等於,沿y方向移動單位位移時,需要在y方向施加的力。
圓盤形心o'的運動方程
隨圓盤轉動的座標系o'ξ1η1ζ下的擺動方程
穩態,β爲小角度,忽略二階及以上的非線性項,則上述方程化簡爲:
隨動座標系中的外力矩不容易計算
平動座標系o'x'y'z'下的擺動方程
3.剛性支撐+懸臂轉子
其渦動方程與偏置轉子相同
注:渦動方程就是形心的運動微分方程,如果圓盤還有偏擺,再加上形心的擺動微分方程。
4. 彈性支撐+對稱轉子
形心運動方程