将Jeffcott转子立起来避免了由于质量偏心加重力产生的静弯曲。
忽略轴向位移。
转子扭转刚度无限大。
(x,y)为圆盘形心o'的位置,得出形心的涡动方程。
质心c的运动方程
注:由质心运动方程推导形心的涡动方程
Xc = X + e*cosφ,Yc = Y + e*sinφ
对其两边求两阶导
Xc'' = X'' - eφ''*sinφ - eφ'**2*cosφ,Yc'' = Y'' - eφ''*cosφ - eφ'**2*sinφ
因为是稳态,所以角加速度φ''=0。
将这些式子带入质心的运动方程
mX'' + kX = meφ'**2*cosφ - mg
mY'' + kY = meφ'**2*sinφ
转速为Ω,则φ=Ωt,φ'=Ω
mX'' + kX = meΩ**2*cosΩt - mg
mY'' + kY = meΩ**2*sinΩt
与对称转子对转轴只作用有力 不同的是,圆盘对转轴还作用有力矩。
Fx = K11*x + K12*α
Mx = K21*x + K22*α
Fy = K11*y + K12*β
-My = K21*y + K22*β 这里的My取负号,是因为方向沿x轴负方向
注:K11 = Fx/x K12 = Fx/α K21 = Mx/x K22 = Mx/α,K12=K21
由于是圆截面,则Fx/x=Fy/y,Fx/α = Fy/β,Mx/x = My/y,Mx/α=My/β
如:K11是指 沿x方向移动单位位移时,需要在x方向施加的力。也就等于,沿y方向移动单位位移时,需要在y方向施加的力。
稳态,β为小角度,忽略二阶及以上的非线性项,则上述方程化简为:
随动坐标系中的外力矩不容易计算
其涡动方程与偏置转子相同
注:涡动方程就是形心的运动微分方程,如果圆盘还有偏摆,再加上形心的摆动微分方程。