大型专业转子动力学分析软件MADYN2000简介

o o o o o o o o
弹簧和阻尼 滑动轴承（固定瓦和压力坝） 浮动环轴承和挤压油膜阻尼器 滚动轴承 电磁轴承 在水平和垂直方向弹簧阻尼质量特性可以不同 从试验测量或者有限元分析得到广义传递函数 用户从其它有限元模型提供状态空间矩阵
轴承支承和动力特性：
柔性联轴节（线性和非线性） 流体系数 与稳定相关的材料特性 从 ASCII 导入转子数据 API 标准横向振动评估 热弯曲，例如滑动轴承热弯曲（Morton 影响） 在轴段上叠加不同材料，例如复合材料、电机线圈 按照 API 标准对横向振动进行评估，给出振动共振转速，响应放大系数，按照 API 标准的振动极限 值，共振响应峰值和振动响应比值等数据。
滚动轴承分析
滚动轴承分析模块可以分析十余种滚动轴承的特性，输出的结果包括： 按照ISO/TS 16281标准的参考寿命 按照ISO/TS 16281标准修正的参考寿命 按照ISO 281标准的基本寿命和修正寿命 滚动单元载荷分布，接触压力 反力/力矩和位移/转角 静态安全系数 计算结果以曲线和图形输出 自动生成计算分析报告

静力学分析
o o o o o
静态力 齿轮载荷 重力载荷 不对中（滑动和滚动轴承） 对中调整优化

阻尼特征值分析 谐波频响分析
o 不平衡响应 o 谐波力响应 o 基础加速度激励响应

瞬态分析
o 瞬态力和力矩响应分析 o 瞬态基础加速度响应 o 瞬态载荷组合响应

参数变量分析
o o o o o
坎贝尔（Campbell）图 临界速度图随刚度变化曲线 刚度和阻尼参数化分析 柔性联轴节参数化分析 通用参数化分析
分析类型

优化设计及分析
o 电磁轴承参数优化分析
热弯曲分析（Hot Spot）
横向振动振型
电机-齿轮箱-压缩机扭振第1阶模态 4
北京东方极峰科技有限公司
扭振2相短路激励曲线和响应曲线
齿轮轴系横向振动和扭转振动耦合模态振型
轴向振动和扭转振动耦合模态振型
滑动轴承分析
功能齐全的液膜滑动轴承模块，内置了由德国内燃机协会赞助研发的软件包 ALP3T，可准确计算层流和 紊流情况下的各种液膜系数。对液膜轴承在动压、静压和动静压混合状态下的径向滑动性能进行完整预测， 可用来评估液膜轴承和整个转子系统。
模拟信号控制器 数字信号控制器 等效模拟信号控制器
MADYN 2000 电磁轴承的主要功能：
在频率域设计控制器 同步轴承特性模拟（例如不平衡力抑制） 任何位置传感器和作动器模拟 按照 ISO 14839-3和 Nyquist 乃奎斯特图， 评估控制器设计 优化控制器参数

轴承类型：
o o o o o
固定瓦轴承和任何曲率半径和中心的轴承 考虑支承刚度和阻尼的可倾瓦滑动轴承 带凹槽动压滑动轴承 压力坝轴承 浮动环轴承和挤压油膜阻尼器

润滑类型：
o o o
ISO 标准的润滑油 水 用户自定义润滑介质流动特性 5 瓦块可倾瓦滑动轴承 2 瓦块固定瓦滑动轴承

分析轴颈位置（静态平衡）和各种方法的线性动力学系数：
Madyn 2000 软件界面
System Explorer Shaft GUI System GU
某汽轮机-发电机轴系模型
发电机-齿轮-压缩机轴系模型 2
北京东方极峰科技有限公司
3个小齿轮平行轴
带行星架齿轮轴系
多级传动系统轴系
电机-齿轮-压缩机弯扭耦合模型
汽轮机-行星齿轮-发电机转子弯扭耦合分析模型
madyn2000软件界面某汽轮机发电机轴系模型发电机齿轮压缩机轴系模型北京东方极峰科技有限公司3个小齿轮平行轴带行星架齿轮轴系多级传动系统轴系行星齿轮模型定义界面行星齿轮行星架模型汽轮机发电机转子电机齿轮压缩机弯扭耦合模型汽轮机行星齿轮发电机转子弯扭耦合分析模型电机齿轮箱压缩机耦合模型北京东方极峰科技有限公司转子动力学分析软件基于有限元方法将转子类比于结构分析中的梁采用了timoshenko梁理论并利用了4阶hermit单元来模拟转子的弹性以及惯性包括陀螺效应
o o o
湍流场 不同的供油状态和轴向密封 热弹性变形
轴承间隙图
刚度和阻尼随转速变化曲线
浮动环轴承和挤压油膜阻尼器定义界面
支承在浮动环轴承上的涡轮增压器转子模型
非线性分析
包含滑动轴承、浮动环轴承和挤压油膜阻尼器等非线性特性部件的转子系统的非线性分析是转子动力学 的重要方面。除了滑动轴承和联轴节等非线性模型，Madyn 2000软件还支持用户自定义非线性属性。
o o o
常量平均油膜温度 变化的油膜温度（包括能量方程的求解） 按照 DIN 31657 标准分析

非线性轴承特性计算分析 可倾瓦滑动轴承非同步特性 根据分析类型的不同来考虑如下影响：
o o
可倾瓦滑动轴承非同步特性 在空穴区域考虑环境压力的 2 相流 5 4 瓦块固定瓦滑动轴承
北京东方极峰科技有限公司
专业转子动力学滑动轴承 电磁轴承分析软件
瑞士 DELTA JS 公司
MADYNMADYN 2000软件
MADYN 2000作为一款世界著名的大型专业转子动力学分析和轴承分析软件，被广泛应用于各个行业的设 计、工程分析、仿真计算中。MADYN 2000为客户提供完整的转子机械动力学解决方案，同时也是全球唯一一 款将最高级和最完善的转子动力学横向振动、扭转振动、滑动轴承和电磁轴承分析程序集成一体协同仿真的 软件。MADYN 2000一款专业的考虑各种轴承支承（滑动轴承、滚动轴承和电磁轴承）的转子－齿轮－轴承系 统的轴向振动、扭转振动和弯扭耦合振动分析软件。MADYN 2000可以解决最复杂的旋转机械评估问题，为客 户提供无与伦比的解决方案，让用户可以在连续、集成的环境下为最复杂的转子－齿轮－轴承系统建模和分 析。目前，MADYN 2000广泛应用于能源、军事、汽车、化工、航天航空、电子、医学、日用生产等领域。 MADYN 2000软件起源于德国达姆施塔特工业大学（Technical University Darmstadt）加工动力学研究 所，该研究所于1970年开始从事转子动力学的基础研究。1983年，工业版的 MADYN 开始在全球各大企业、科 研单位以及大学使用并广受好评。其后，MADYN 不断发展，尤其在求解非线性方面取得令人瞩目的突破。1997 年，瑞士 Delta JS 公司将软件商业化并推向市场，进一步完善和规范了 MADYN 2000的研究成果，并陆续推 出了各个版本，随着磁性轴承模块和转子热弯曲模块等新功能的推出，使得 MADYN 2000软件在各个领域的应 用范围进一步的扩大， 并进一步形成了完备的质量保证体系。 2016年7月发布了 MADYN 2000 最新版本 V4.2.4。 MADYN 2000适用于各种旋转机械，例如航空发动机、微型气动涡轮、发电厂站的大型涡轮发电机、蒸汽 轮机、燃气轮机、水轮机、压缩机、 膨胀机、泵、涡轮增压器、液力变矩 器、风机、离心分离机械，微型计算 机硬盘里的电机和主轴、雷达伺服系 统、同步电机的动力传动系统等。主 要用户包括 Siemens、Alstom、ABB、 MTU、 Sulzer、 Bosch Mahle、 MAN Diesel & Turbo 等众多旋转机械制造商。用 户利用 MADYN 2000进行设计、性能预 测、失效分析和诊断维修。在中国， ABB 公司采用了 MADYN 2000来设计并 计算三峡水轮发电机组轴系稳定性、 临界转速及动态响应计算，为三峡工 程的顺利竣工提供了技术帮助。在风 机行业，陕鼓“应用国际最先进的 MADYN 2000 程序对轴承的动静态性 能、转子不平衡响应及转子扭曲振动进行详细计算，提高了准确和可靠性”。
非线性分析位移响应瀑布图
热点弯曲稳定性分析
如果转子系统中包含一个或者多个热点（Hot Spot），就计算分析热点弯曲稳定性。这种计算分析类似
6
北京东方极峰科技有限公司
于坎贝尔图计算分析，即与转速相关的特征值和模态振型频率计算分析。此计算考虑热点问题对应的热分析 方程，计算结果中只给出由热点问题引起的特征值和模态振型。热点特征值和模态振型代表转子对热弯曲的 响应，特征值实部是正值（负的阻尼比）代表系统响应是不稳定的。
联系信息： 北京东方极峰科技有限公司 地址：北京市朝阳区广渠路 25 号金茂府 11 号楼 1710 室，邮编：100022 Tel: 010-87514420, 010-5862 2481，Fax: 010-5862 2481 Email:max.zhou@
8
MADYN 2000 电磁轴承应用：
设计电磁控制器 分析电磁轴承控制器在闭环状态下转子动力学稳定性 7
北京东方极峰科技有限公司 分析电磁轴承控制器在闭环状态下转子动力学不平衡响应和瞬态力响应 评估考虑所有相关的动态力和静态力电磁轴承 转子跌落到辅助轴承上的瞬态分析，以评估辅助轴承设计，特别是涡动稳定性
电磁轴承支承的转子振型图
MADYN 2000 软件建模方面独特特性
MADYN 2000内置独特而强大的建模工具，以处理各种复杂的转子，包括各类悬挂有弹性部件的轴以及各 种轴承支撑。一般的外壳结构也可以做为轴承支撑。模型库主要包括以下几类：轴、轴对称子单元、弹性联 轴器、齿轮、滑动轴承、通用弹簧、通用动态轴承支座和流体等 横向振动、扭转振动、轴向振动和耦合振动分析的“转子-齿轮-轴承”系统 轴承类型：
滚动轴承定义界面
电磁轴承分析
电磁轴承是通过定义传感器、激励源、测量方式、磁引力和控制器来实现。传感器和激励源通常有不同 的轴向定位。也就是说不能像液膜轴承那样安装在一个单独轴肩，必须至少多于一个轴肩。测量方式一般采 用的是测量位移，也可以测量速度。有时候也可 以采用两个控制环分别控制位移和速度，这种类 型的磁性轴承必须由两个轴承来定义。 可通过3种方式定义磁性轴承控制器
行星齿轮模型定义界面
行星齿轮行星架模型
电机-齿轮箱-压缩机耦合模型
汽轮机发电机转子 3
北京东方极峰科技有限公司
转子动力学分析
软件基于有限元方法，将转子类比于结构分析中的梁，采用了 Timoshenko 梁理论，并利用了4阶 Hermit 单元来模拟转子的弹性以及惯性，包括陀螺效应。软件可求解阻尼和非阻尼状态下的临界转速、模态、稳定 性、不平衡响应和瞬态响应。