doi: 10.52899/24141437_2026_01_63
УДК: 621.82:004.94, 534.1:62-1/-9

Влияние жёсткости опор на модальные характеристики многоопорного ротора

Изотов Н. В., Портнова О. С., Плаксин Р. А., Васютина А. А., Нестеренко И. А.
Язык статьи:
Ссылка для цитирования: Изотов Н.В., Портнова О.С., Плаксин Р.А., Васютина А.А., Нестеренко И.А. Влияние жёсткости опор на модальные характеристики многоопорного ротора // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2026. Т. 5, № 1. С. 63–68. DOI: 10.52899/24141437_2026_01_63 EDN: WSMXZF

Аннотация

Актуальность. Исследование влияния жёсткости опор на модальные характеристики многоопорных роторных систем актуально, поскольку в научно-технической литературе рассматриваются в основном данные для двухопорных роторных систем. Результаты исследования необходимо учитывать при проведении балансировки многоопорных роторных систем в собственных опорах. Цель. Изучение влияния переменной жёсткости опор на модальные характеристики многоопорного ротора, определение зависимости частоты собственных колебаний от соотношения жёсткости опор и ротора, а также установление закономерностей изменения форм собственных колебаний в зависимости от жёсткости опор. Методы. Исследование проводилось с использованием программного комплекса Fidesys. Методика включала создание цифровой модели ротора на четырёх опорах с последующим изменением их жёсткости в диапазоне 10⁻⁶–10⁸ Н/мм. При каждом значении жёсткости изучались модальные характеристики ротора. Результаты. Показано, что увеличение жёсткости опор приводит к росту частоты собственных колебаний ротора по нелинейному закону. Выявлены следующие закономерности: при Kc > 105 наблюдается идентичность модальных параметров значениям, полученным для конструкции с абсолютно жёсткими опорами; в диапазоне Kc от 10-6 до 105 происходит нелинейное изменение частот; при Kc < 10-6 отмечается стабилизация модальных характеристик — их значение постоянно. Заключение. Жёсткость опор существенно влияет на модальные характеристики многоопорного ротора. Полученные результаты позволяют более точно прогнозировать модальные характеристики многоопорных роторов, совершенствовать программы балансировки гибких роторов, а также сформулировать рекомендации для инженеров Ключевые слова: ротор; жёсткость; модальный анализ; собственные частоты; собственные формы колебаний.

Список литературы

1. Нихамкин М.А. Вибрационные процессы в газотурбинных двигателях. Пермь: Изд-во Пермского нац. исслед. политехнического ун-та, 2011. 117 с. ISBN: 978-5-398-00732-9 EDN: QNYFVP
2. Изотов Н.В., Портнова О.С., Васютина А.А., Нестеренко И.А. Анализ существующих исследований в области цифровых технологий и модального анализа роторных систем // Новые стратегии и технологии морского судоходства и промысла: материалы IV Национальной научнотехнической конференции на базе ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет», Калининград, 27 марта 2025 г. Калининград: Издательство БГАРФ, 2025. С. 4-7. EDN XQCWJZ
3. Урьев Е.В., Шапошников К.В. Балансировка роторов с развитыми консолями на разгонно-балансировочных стендах (РБС) // Тяжёлое машиностроение. 2011. № 7. С. 14-21. EDN: OJSYKJ
4. Bently D.E. Fundamentals of Rotating Machinery Diagnostics. USA: Bently Press, 2002. 764 p.
5. Клейманов Р.В., Коршунов А.В. Расчёт перемещений при вибрации роторов турбомашин с использованием конечно-элементного анализа //Компрессорная техника и пневматика. 2016. № 2. С. 45. EDN: VTKILF
6. Фролов А.В., Савватеев Д.О., Шаповалов П.А. Модальный анализ модели БИНС с помощью пакета Ansys // Известия ТулГУ. Технические науки. 2022. № 11. С. 36-53. doi: 10.24412/2071-6168-2022-11-36-53 EDN: QLMIAA
7. Липин А.А., Вахидов У.Ш., Вишняков А.В., Стрижак А.Д. Исследование собственных частот колебаний роторно-винтовых движителей // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2017. Т. 20. № 4. С. 3-6. doi: 10.22213/2413-1172-2017-4-3-6. EDN: ZVEWOX