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膜片联轴器平行不对中仿真
根据膜片联轴器的特征，设定连接对数目N=4，连接对作用半径Rb=50mm。
1平行不对中仿真分析
在仿真分析中设置各转盘的不平衡偏心距均为0.01mm，平行不对中量设置为0.5mm。转速为6000r/min。
1.1等效联轴器的理想情形
首先考虑理想的等效联轴器情形，即，等效联轴器的各连接对刚度相同、角向位置均匀分布、连接对刚度不存在非线性。膜片联轴器左端转子节点频谱如上图所示，膜片联轴器右端转子节点频谱如下图所示。
膜片联轴器左端转子节点频谱（理想）
膜片联轴器右端转子节点频谱（理想）
从图中可见，平行不对中并没有出现2倍频现象。其原因在于，在平行不对中情况下，尽管每个联轴器在x和y方向的分力均具有2倍频，但是由于多个连接对的2倍频作用力相互抵消，最终在合力中并不能产生2倍频。
1.2 等效联轴器的各连接对角向位置不均匀的情形
考虑等效联轴器的各连接对角向位置存在分布不均匀的情形。该情形下，连接对的径向刚度相同、且不存在非线性。
膜片联轴器左端转子节点频谱如上图所示，膜片联轴器右端转子节点频谱如下图所示。
膜片联轴器左端转子节点频谱（角向位置不均匀）
膜片联轴器右端转子节点频谱（角向位置不均匀）
从图中可见，考虑各连接对轴向位置不均匀后，出现了较为明显的2倍频特征。其原因在于，在平行不对中情况下，每个联轴器在 x 和 y 方向的分力均具有2倍频，理想情况下，多个连接对的2倍频作用力会相互抵消，但是在连接对的角向位置出现不均匀分布时，则不能完全抵消，所以最终在合力中产生了2倍频。
1.3 等效联轴器的各连接对刚度存在差异性的情形
考虑等效联轴器的各连接对刚度存在较小差异的情形。该情形下，连接对的角向位置均匀分布、连接对刚不不存在非线性。
膜片联轴器左端转子节点频谱如上图所示，膜片联轴器右端转子节点频谱如下图所示。
膜片联轴器左端转子节点频谱（刚度存在差异性）
膜片联轴器右端转子节点频谱（刚度存在差异性）
从图中可见，当考虑各连接对的刚度差异性的情况下，转子振动加速度响应出现了明显的 2 倍频特征。其原因在于，当各连接对径向刚不存在差异时，在平行不对中情况下，多个连接对的2倍频作用力不能完全抵消，所以最终在合力中产生了2倍频。
1.4 等效联轴器的各连接对刚度非线性的情形
考虑等效联轴器的各连接对的径向刚度存在硬弹簧的非线性特性。该情形下，连接对的径向刚度相同、不存在角向位置偏差。
膜片联轴器左端转子节点频谱如图 14 所示，膜片联轴器右端转子节点频谱如图15所示。
膜片联轴器左端转子节点频谱（刚度非线性）
膜片联轴器右端转子节点频谱（刚度非线性）
从图中可见，当考虑各连接对的刚度存在非线性时，转子振动加速度响应出现了明显的 4 倍频特征。其原因在于，当各连接对径向刚度存在非线性时，在平行不对中情况下，多个连接对的2倍频作用力仍然会完全抵消，所以最终在合力中不产生 2 倍频，但是由于非线性刚度的存在，使得响应中出现了高次谐波，导致4倍频的出现。由此可见，不对中故障的4倍频的出现是由于连接刚度的非线性所致。需要指出的是，如果转子支承不出现平行不对中，则左右 2 个半联轴器的相对位移很小，刚度非线性很难体现出来，所以不可能出现4倍频成分，4倍频的出现是平行不对中和刚度非线性的综合结果。
1.5 综合情形
综合考虑等效联轴器的各连接对的角向位置均匀性、径向刚度差异性以及刚度非线性特性，进行不对中故障仿真。
膜片联轴器左端转子节点频谱如上图所示，膜片联轴器右端转子节点频谱如上图所示。
膜片联轴器左端转子节点频谱（综合）
膜片联轴器右端转子节点频谱（综合）
从图中可见，综合考虑各连接对的角向位置均匀性、径向刚度差异性、以及刚度非线性特性时，转子响应中出现了 2倍频和 4倍频分量，其中各连接对的角向位置均匀性、径向刚度差异性是 2 倍频分量的来源，4倍频分量是刚度非线性的来源。
本文摘自 陈 果 ，杨默晗 ，李伦绪 ，赵紫豪《转子支承不对中故障建模与机理分析》仅供大家参考学习！