跟经典力学和结构力学等不同,转子动力学算是一门比较年轻的科学。一百多年前,伴随着两次工业革命,随着蒸汽机、内燃机和飞机的诞生,越来越多的学者将目光转向了涡轮,汽轮机和螺旋机等旋转机械的研究。30299
Rankine于1869年发表了有记载的第一篇关于转子动力学的文章。在这篇题为“论旋转轴的离心力”的文章中 ,Rankine提出了“转子只能在一阶临界转速以下平稳运转”的结论,而这个理论使得转子的转速一直被人们限制在一阶临界速度以下。工业革命期间汽轮机、水泵等机械在大面积地提高工业产能和生产效率时也伴随着大量事故,这让人们发现转子在超临界运行时达到某一转速后会出现强烈的自激振动从而导致转子的失稳,Newkirk 首先发现了这样的失稳现象是由于油膜轴承造成的,这一发现奠定了稳定性研究在转子动力学中的研究地位。关于油膜的轴承稳定性的两篇最早和最重要的总结是Newkirk和Lund 所发表的,而这两篇文章也奠定了两人在转子动力学研究中的先行者的地位。论文网
随着汽车内燃机的出现,科学家们将转子动力学的研究重点放在了平衡性和故障分析中来,德国人FelixWankel 在总结前人的研究成果和技术实践之后发明了最早的转子发动机。这种三角形的转子发动机在运转时能极大地提高稳定性和工作效率。
第二次世界大战以后,世界进入了信息时代和航空时代,高新产业和航天业突飞猛进,大量的新式轮机、涡机以及航天发动机的研发和制造极大地促进了现代转子动力学的发展。在中国,三峡工程、神舟计划、西北地区风力发电组的陆续实施,极大地提高了中国的转子动力学的发展水平。如今的旋转机械,稳定性更强,能源消耗更低,效率更高,频率更快,安全性更高。转子的柔性更强,临界速度也达到三阶和四阶。如何在高速发展的科技和日益严峻的能源问题下提高旋转机械的工作效率,降低旋转机械的能耗已经成为了现在研究者们的最大课题。
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