XLROTOR是美国Rotating Machinery Analysis Inc. 公司开发转子动力学软件包。Rotating Machinery Analysis Inc. 公司是在Brian Murphy博士领导下的一家专注于旋转机械设计，分析和咨询的公司。XLROTOR由于其功能的完整性和非常好的用户友好性，正被航空航天，国防，石油石化，电力等行业用户广泛使用。

        XLROTOR是一组非常快速，准确和用户友好的转子动力学分析程序，包括各种支撑部件（轴承，密封环）程序，并能够考虑重力效应，陀螺效应，叶盘效应，Alford气激等影响，可以用来进行泵，汽轮机，工业燃气轮机，压气机，涡轮, 齿轮轴等转子系统的临界转速计算，稳定性分析，不平衡响应，非线性瞬态响应等。XLROTOR具有最完善的轴承分析程序和密封环分析程序, 包括滚动轴承，液体静压和动压径向滑动轴承，固定瓦片和可倾瓦滑动轴承，压力坝轴承，挤压油膜阻尼器等等。XLROTOR能够进行非线性瞬态响应分析。同时具有弯曲振动和扭转振动分析的功能。XLROTOR基于Microsoft Office 2000, 能够运行于各种Windows 操作系统中，支持公制和英制相互转换。XLROTOR可以直接把模型输入到AUTOCAD, SOLIDWORKS以及其他转子动力学分析软件。XLROTOR提供大量的帮助文档，是一个非常容易学习和使用的软件。

XLROTOR的分析对象和功能

分析对象

v 转子弯曲振动和扭转振动

v 转子-轴承系统

v 转子-轴承-轴承座系统

v 转子-轴承-密封环系统

v 转子-轴承-轴承座-密封环系统

v 转子-轴承-密封环-基座系统

分析功能

v 转子系统转子动力学分析建模

v 各种轴承，密封环动力特性分析

v 临界转速计算（无阻尼，有阻尼）

v 系统固有频率计算（有阻尼）

v 振型计算 （无阻尼，有阻尼）

v 稳定性分析

v 转子静态载荷分布，转子静态挠度计算

v 计算各种谐波和非谐波激励下的响应

v 不平衡响应

v 非线性瞬态响应

v 扭振分析（临界转速，稳定性，振型，线性响应，非线性瞬态响应）

v 模型输出到AUTOCAD, SOLIDWORKS等

v 详尽的结果输出和图形生成

XLROTOR提供的高级特性

XLROTOR提供下列建模能力和高级特性：

v 可以选择有限元方法和传递矩阵法求解

v 考虑剪切应力，陀螺效应，重力效应

v 可以分析有多个加载线的转子系统，比如有螺栓穿过的转子

v 可以分析多跨的转子系统，包括双转子(shaft-in-shaft)系统；可以支持不同转轴或链式结构之间轴承连接, 刚性连接(rigid), 简支连接(pinned),定向连接(guided) 等方式。

v 可以对与转速相关的产生刚度，阻尼的元件（如轴承，密封等）进行建模

v 可以直接分析多轴承，静不定转子系统来计算稳定转态轴承载荷

v 可以直接建模考虑轴承和密封等偏心的影响。对于一个静不定转子系统，偏心是客观存在的（受装配精度所限），会影响轴承载荷，以及转子动力学性能和响应

v 可以分析轴弯曲激励对转子系统瞬态响应的影响（在长轴和热效应情况，轴弯曲不可忽略）

v 考虑柔性基础，机组-基础耦合振动分析；可以考虑底座激励对转子系统瞬态响应的影响（例如装在海上平台上的转子系统必须考虑底座的运动）

v 考虑涡轮Alford 蒸汽激振的影响；考虑泵，压气机，涡轮等流体介质的附加质量和流体不平衡 (Hydraulic Imbalance)

v 可以计算有不同步的旋转简谐载荷情况下的稳态响应

v 用户可以用其他方法（如通用有限元软件）求得刚度矩阵然后插入到XLROTOR里边来

v 可以考虑底座有加速，倾斜，偏转，翻转情况下，转子系统的瞬态响应，比如装载在飞机中的航空发动机在飞行情况下的响应

v 可以计算基础有简谐运动情况下的稳态响应

v 具有专门的程序计算非线性瞬态响应，可以用来考虑一些非线性因素对系统的影响，如轴承锁死，轴承失控，动态液压轴承，叶片丢失现象，垂直泵的极限环运动等等

v 可以计算扭转频率，扭转稳定性，扭转线性和非线性响应

v 可以处理其他用户自定义的非线性连接件（通过DLLs）

v 可以通过对轴施加扭矩来模拟启动和停止运转过程

v 模型输出到AUTOCAD, SOLIDWORKS等

v 支持导入其它商业化转子动力学软件模型的直接导入，包括RAPP, DyRobes, RBTS-ARMD等

XLROTOR的应用领域

v 航空发动机

v 涡轮泵，涡轮增压器

v 汽轮机

v 汽轮发电机

v 燃气轮机

v 水轮机

v 压气机

v 鼓风机

v 齿轮箱，齿轮轴系

XLROTOR的工作原理

   上图显示了XLROTOR的功能结构，转子动力学结构动力学基本模块运用有限单元法表达式来对转子和机架元件建模，通过链接得到其他专门的轴承分析，密封环分析，挤压油膜阻尼器分析程序结果（刚度，阻尼和附加质量）和传递函数等，进行各种分析，包括临界转速计算，固有频率计算，振型计算，稳定性分析，同步和不同步激励响应计算，非线性瞬态响应计算。XLROTOR具有非常高的计算效率，工程师可以几乎实时的得到计算结果。

           XLROTOR采用基于EXCEL的图形用户界面（GUI）, 来驱动一系列转子动力学分析代码。这种基于EXCEL的方式使得模型的建立非常的方便和直观，并且非常容易将分析结果转化整理成一片图文并茂的报告；另外，用户可以很方便地进行定制，集成自己的程序代码。

XLROTOR提供的支撑程序库

   转子动力学基本程序提供了一个强大的骨架，使得准确高效的转子和机架元件的结构动力学建模成为可能。但是，要对一个现实的转子系统进行准确地分析，细致的轴承，密封，挤压油膜阻尼器建模是必不可少的。XLROTOR提供无可比拟的代码库实现对这类元件的建模。下列包含这些支撑程序的简单介绍及其功能。

静力滑动轴承（Hydrostatic Bearings）

XLHYdst可以非常快速的计算静力滑动轴承的转子动力学刚度和阻尼矩阵。

动力滑动轴承（Hydrodynamic Journal Bearings）

XLJrnl可以非常快速的计算各种径向动力滑动轴承的转子动力学刚度和阻尼系数。包括固定瓦，可倾瓦，压力坝轴承等。

压力坝轴承（Pressure-Dam Bearings）

XLJrnl同时也可以计算 1）有预加荷载的多片刚性瓦轴承 2）有放松槽的压力坝轴承的刚度和阻尼系数。此程序采用有限元方法求解雷诺方程，适用于等粘性，无惯性的，层流状态下的不可压缩流。

滚珠轴承（Rolling-element Bearings）

XLBallB 是一个C++程序，采用A.B.Jones模型计算滚动轴承的转子动力学系数，同时可以计算轴承接触载荷，接触角，反应力和偏移等。

圆柱轴承 (Cylindrical Roller Bearings)

XLCylind 是一个专门用来分析圆柱轴承的程序。

挤压油膜阻尼器Squeeze-film Dampers (SFDs)

XLSFD 可以计算同心型挤压油膜阻尼器的转子动力学系数。挤压油膜阻尼器的阻尼和附加质量系数是非线性的。XLSFD可以考虑各种有终端密封环，或有弹簧支撑的挤压油膜阻尼器，同时可以考虑具有油膜空腔（half film）的情况。

泵和压气机叶盘，涡轮级片（Pump and Compressor Impellers and Turbine Stages）

XLROTOR不仅可以考虑各类轴承，密封环，挤压油膜阻尼器对转子系统的影响，同时XLROTOR也包含特定的程序，用来计算叶盘（泵和压气机），涡轮级等的转子动力学系数。

XLIMPLR 可以产生针对离心泵叶盘的2*2的刚度，阻尼和附加质量矩阵。

XLAlford  采用Thomas 或者Alford公式，计算由于蒸汽激振引起的反对称失稳力系数，适用于无壳或有壳轴流式涡轮级片，以及无壳叶轮盘等。

液体密封环(Turbulent, Liquid Annular Seals for Pumps)

XLShSeal 可以计算层流，湍流以及过渡状态下的液体密封环的泄漏，压强分布，反作用力，以及转子动力学系数等。XLAnSeal采用CFD算法求解总体流动ＮＳ方程组，可以同时考虑密封环处于中心或者有偏心位置几种情况。程序适用于不可压缩流。

用于压气机或泵的粘性密封环（Annular Viscous Seals for Compressors and Pumps）

XLLubGT可以计算用于压气机的高压套衬油封环的转子动力学系数，同时也可用于计算用于泵中的层流状态下的光滑密封环。此程序适用于平流或过渡状态，可以计算泄漏率，功耗，轴向温度和压强分布，以及2*2的刚度和阻尼系数。程序适用于转子处于中心或偏心位置，包含热模型和能量传输模型。

用户自定义系数（User-defined Force and Moment Coefficients）

XLROTOR可以接受用户自定义转子动力学系数（刚度，阻尼，和附加质量系数矩阵）

用户自定义的偏心率依赖性转子动力学系数（User-defined, Eccentricity dependent Coefficients）

润滑油和材料数据库（Lubrication and material databases）

XLROTOR同时提供90多种商业润滑油和常见材料的数据库，供用户选用；用户也可以自行输入润滑油的特性，供选用。