基于参数激励利用低速数据的超临界旋转结构动平衡

高速机械通常设计成能越过若干个“临界”转速，此时振动水平可能非常高。为减小振动，转子通常经历质量平衡过程，即机器在其全转速范围内旋转，期间可测量临界转速附近的动态响应。成功平衡过程所需的高灵敏度在临界转速附近实现，此时单一挠曲模态振型占主导，并由不平衡量在其上的投影所激发。在许多情况下，要求机器高速旋转是一个障碍，因为由于高温和不可接近（如喷气发动机）等恶劣条件，无法在高速下进行测量。本文提出了一种柔性转子的新型平衡方法，其不要求机器在高速下旋转。该方法中，转子以低速旋转，同时施加一组外部控制力。外力包括一组调谐的、依赖于响应的参数激励和非线性刚度项。参数激励可隔离任何期望的模态，同时保持响应与不平衡量直接关联。软件控制的非线性刚度项限制响应，从而防止转子失稳。这些力保证了在不高速旋转机器的情况下检测不平衡量对任意期望模态投影所需的足够灵敏度。分析、数值和实验结果被给出以验证并演示该方法。