转子动力学的简介及其发展

转子多为动力机械和工作机械中的主要旋转部件，典型的转子有透平机械转子、电机转子、各种泵的转子和透平压缩机的转子等。转子在某些特定的转速下转动时，会发生很大的变形并引起共振，引起共振时的转速称为转子的临界转速。在工程上，工作转速低于第一阶临界转速的转子称为刚性转子，大于第一阶临界转速的转子称为柔性转子。由于转子作高速旋转运动，所以需要平衡。静平衡主要用于平衡盘形转子的惯性力；刚性转子的动平衡可以通过通用平衡机来平衡惯性力和惯性力偶，消除转子在弹性支承上的振动；柔性转子的动平衡比较复杂，从原理上区分，有振型平衡法和影响系数法两类。

旋转部件被广泛地应用于燃气轮机、航空发动机、压缩机，以及各种电动机等机械装置中。在电力、航空、机械、化工、纺织等国民经济领域中，起着非常重要的作用。随着现代化工业的发展，各种旋转机械向高速、细长、高效的方向发展，同时却要求噪声及振动更小、寿命更长、工作更可靠，这就给设计者们提出了越来越严峻的要求。由于转子的振动，造成了工程上很多不必要的损失。所以，对其动力学特性的研究也形成了一门专门的学科——转子动力学。

转子动力学在国内外都是一门非常活跃的学科，每年都有大量的文章发表。转子动力学是研究所有与旋转机械转子及其部件和结构有关的动力学特性，包括动态响应、振动、强度、疲劳、稳定性、可靠性、状态监测、故障诊断和控制的学科。

这门学科研究的主要范围包括：

1、转子系统的动力学建模与分析计算方法；

2、转子系统的临界转速、振型与不平衡响应；

3、支承转子的各类轴承的动力学特性；

4、转子系统的稳定性分析；

5、转子平衡技术；

6、转子系统的故障机理、动态特性、监测方法和诊断技术；

7、密封动力学；

8、转子系统的非线性振动、分叉与混沌；

9、转子系统的电磁激励与机电耦联振动；

10、转子系统动态响应测试与分析技术；

11、转子系统振动与稳定性控制技术；

12、转子系统的线性与非线性设计技术与方法。

转子动力学研究目的和任务是为旋转机械转子的优化设计、提高效率、保证安全、减少故障和延长寿命，提供理论和技术上的支持与保障。

转子动力学是一门既有理论深度，又有很强的实践性的应用基础学科，它的形成与发展伴随着大工业的发展和科技进步，已走过了一个多世纪的路程。第一篇有记载的有关转子动力学的文章是1869年Rankine发表的题为“论旋转轴的离心力”一文，这篇文章得出的"转轴只能在一阶临界转速以下稳定运转"的结论，使转子的转速一直限制在一阶临界以下。