题目：涡轮泵转子动力特性分析

转子动力学特性分析是液体火箭发动机涡轮泵研制中最重要的问题之一，为了保证高速转子安全、稳定工作，必须对转子系统进行多方面的研究。转子的临界转速、振型、不平衡响应和稳定性的计算是转子系统振动分析的主要内容。涡轮泵的转子与转子之间通常由联轴器、花键或齿轮等连接在一起，组成一个多转轴的复杂转子系统。整体传递矩阵法是进行转子系统动力特性分析的新型方法，特别适用于涡轮泵多轴转子链式系统。本文深入研究了Riccati传递矩阵法和整体传递矩阵法，结合这两种方法提出了改进型整体传递矩阵法，并基于该理论开发了涡轮泵多转子系统动力特性分析程序CSTAR。程序主要具有涡轮泵转子系统的临界转速计算和模态分析、有阻尼涡轮泵转子系统的稳定性分析及涡轮泵转子不平衡响应计算三大功能。对于某液氧煤油涡轮泵转子，利用D.W.Childs等提出的动力系数计算方法，计算了转子上的五个环形密封引起的附加刚度和阻尼。运用涡轮泵多转子系统动力特性分析程序计算分析了不同密封条件下涡轮泵稳定性分析的前两阶临界转速，并得到了整机转子的前两阶模态振型。文中给出了不同密封条件对失稳转速的影响、进动频率随转速变化的关系及对数衰减率随转速的变化规律。结果表明，增加进口反预旋装置可以提高转子的稳定性。本文最后还计算了给定转子不平衡量的条件下液氧煤油涡轮泵转子的不平衡响应。