CN103940564B - 一种转子支承系统动力学相似测试实验台及测试方法 - Google Patents

Abstract

一种转子支承系统动力学相似测试实验台及测试方法，属于大型旋转机械中转子支撑系统振动测试技术领域。本发明的驱动电机安装在底座上，联轴器设置在驱动电机的动力输出轴上；轴承座位于驱动电机动力输出轴的中心轴线上，轴承座设置在底座上，联轴器与轴承座相对应；电涡流传感器位于两组轴承座之间，电涡流传感器通过传感器支架安装在底座上。其测试方法包括以下步骤：选定研究用的原型转子支承系统，通过原型转子支承系统的相关参数，确定实验用的模型转子支承系统相关参数；制造加工出实验用的模型转轴和模型转盘，选配相应支撑刚度的模型轴承；对模型转子支承系统进行测试，通过测试结果，预测原型转子支承系统的固有频率、振型及临界转速。

Description

一种转子支承系统动力学相似测试实验台及测试方法

技术领域

本发明属于大型旋转机械中转子支撑系统振动测试技术领域，特别是涉及一种基于动力学相似理论的转子支承系统动力学相似测试实验台及测试方法。

背景技术

转子支撑系统作为燃气轮机、航空发动机及压缩机等大型旋转机械的重要组成部分，其性能的好坏直接影响大型旋转机械的整体性能，在实际应用过程中，由于转子的偏心、初始弯曲等，转子会在旋转过程中产生振动并伴随着噪声，轻则降低设备的使用寿命及工作效率，重则会造成设备损坏而引起重大安全事故。

现阶段，转子支承系统振动测试实验装置只能实现固有频率测试，无法测试振型，由于转子支撑系统尺寸普遍较大，临界转速较高，导致高阶临界转速的测试非常困难，而现有的转子支承系统振动测试实验台还不够完善。

随着对大型旋转机械性能越来越高的要求，大型旋转机械的研发也逐渐成为热点，对于大尺寸的转子支承系统，其固有频率普遍很高，在设计研究过程中对其直接进行实验，成本高且实验周期大大延长。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种转子支承系统动力学相似测试实验台及测试方法，本发明不但能够满足转子支承系统的固有频率测试，还可满足振型的测试，同时能够实现转子支承系统高阶临界转速的测试，在结合动力学相似理论后，对动力学相似模型进行测试，来预测转子支承系统原型的振动特性和故障特性，降低了实验成本，缩短了试验周期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种转子支承系统动力学相似测试实验台，包括底座、驱动电机、轴承座、联轴器、电涡流传感器及加速度传感器，所述驱动电机通过电机支座安装在底座上，联轴器设置在驱动电机的动力输出轴上；所述轴承座为两组，两组轴承座均位于驱动电机动力输出轴的中心轴线上，轴承座通过轴承座支座设置在底座上，联轴器与轴承座相对应；所述电涡流传感器位于两组轴承座之间，电涡流传感器通过传感器支架安装在底座上；所述电涡流传感器与模型转盘相对应，所述加速度传感器与模型转轴相对应，所述轴承座与模型轴承相对应。

在所述底座上设置有若干T型槽，电机支座、轴承座支座及传感器支架均通过T型槽固装在底座上。

采用所述的转子支承系统动力学相似测试实验台的测试方法，包括如下步骤：

步骤一：选定研究用的原型转子支承系统，同时记录下原型转子支承系统的相关参数，包括原型转轴、原型转盘及原型轴承的相关参数；

步骤二：根据动力学相似原理，通过原型转子支承系统的相关参数，确定实验用的模型转子支承系统相关参数；

步骤三：依照步骤二中确定的模型转子支承系统的相关参数，制造加工出实验用的模型转轴和模型转盘，选配相应支撑刚度的模型轴承；

步骤四：对模型转子支承系统进行测试，包括固有频率测试、振型测试及临界转速测试：

1）模型转子支承系统的固有频率测试及振型测试

测试前，先将模型转子支承系统安装到实验台上，通过模型轴承和轴承座配合安装，使模型转轴和模型转盘固定在底座上，通过联轴器将模型转轴与驱动电机动力输出轴连接在一起；

将加速度传感器等间距固定在模型转轴上，利用激振力锤对模型转轴进行敲击，激振力锤会将敲击模型转轴产生的数据，通过数据线传输到计算机，并通过计算机对采集的数据进行处理，即可得到模型转子支承系统的固有频率ω_m和振型；

2）模型转子支承系统的临界转速测试

将传感器支架调整到模型转盘侧部，令电涡流传感器的数据采集端正对模型转盘，启动驱动电机，通过驱动电机带动模型转轴和模型转盘旋转，驱动电机的转速从低逐渐增高，在模型转子支承系统转速逐渐变化过程中，电涡流传感器不断的将数据传输到计算机，通过计算机对采集的数据进行处理，最终得到模型转子支承系统的临界转速n_cm；

步骤五：通过对模型转子支承系统进行固有频率测试、振型测试及临界转速测试所得的测试结果，预测原型模型转子支承系统的固有频率、振型及临界转速。

步骤二中所述的根据动力学相似原理，通过原型转子支承系统的相关参数，确定实验用的模型转子支承系统相关参数，具体包括如下步骤：

步骤A：确定模型转子支承系统中模型转轴尺寸参数

模型转轴尺寸参数相似关系为：

λ_l=l_im/l_ip

λ_d=d_im/d_ip

其中，λ_l为转轴长度相似比，l_im为模型转轴第i阶梯段长度，l_ip为原型转轴第i阶梯段长度，λ_d为转轴直径相似比，d_im为模型转轴第i阶梯段直径，d_ip为原型转轴第i阶梯段直径；

步骤B：确定模型转子支承系统中模型转轴材料参数

模型转轴材料参数相似关系为：

λ_E=E_m/E_p

λ_ρ=ρ_m/ρ_p

λ_μ=μ_m/μ_p

其中，λ_E为转轴弹性模量相似比，E_m为模型转轴弹性模量，E_p为原型转轴弹性模量，λ_ρ为转轴密度相似比，ρ_m为模型转轴密度，ρ_p为原型转轴密度，λ_μ为转轴泊松比相似比，μ_m为模型转轴泊松比，μ_p为原型转轴泊松比；

步骤C：确定模型转子支承系统中模型转盘材料参数

模型转盘材料参数相似关系为：

λ_E′=E′_m/E′_p

λ_ρ′=ρ′_m/ρ′_p

λ_μ′=μ′_m/μ′_p

其中，λ_E′为转盘弹性模量相似比，E′_m为模型转盘弹性模量，E′_p为原型转盘弹性模量，λ_ρ′为转盘密度相似比，_ρ′_m为模型转盘密度，ρ′_p为原型转盘密度，λ_μ′为转盘泊松比相似比，μ′_m为模型转盘泊松比，μ′_p为原型转盘泊松比；

步骤D：确定模型转子支承系统中模型转盘尺寸参数

模型转盘尺寸参数相似关系为：

${\mathrm{\λ}}_D=D_m/D_p=\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_l}^2\left({1+h}^2\right)-{{\mathrm{\λ}}_d}^2{h}^2}$

${\mathrm{\λ}}_L=L_m/L_p=\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\λ}}_d}^2{\mathrm{\λ}}_l\left({1-h}^2\right)}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}\′}[{{\mathrm{\λ}}_l}^2\left({1+h}^2\right)-2{{\mathrm{\λ}}_d}^2{h}^2]}$

其中，λ_D为转盘直径相似比，D_m为模型转盘直径，D_p为原型转盘直径，λ_L为转盘宽度相似比，L_m为模型转盘宽度，L_p为原型转盘宽度，λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_ρ′为转盘密度相似比，h为原型转轴直径（原型转盘所在阶梯段）与原型转盘直径比值；

步骤E：确定模型转子支承系统中模型轴承支撑刚度

模型轴承支撑刚度相似关系为：

${\mathrm{\λ}}_k=k_m/k_p=\frac{{\mathrm{\λ}}_E{{\mathrm{\λ}}_d}^4}{{{\mathrm{\λ}}_l}^3}$

其中，λ_k为轴承支撑刚度相似比，k_m为模型轴承支撑刚度,k_p为原型轴承支撑刚度，λ_E为转轴弹性模量相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_l为转轴长度相似比。

步骤五中所述的通过对模型转子支承系统进行固有频率测试、振型测试及临界转速测试所得的测试结果，预测原型模型转子支承系统的固有频率、振型及临界转速，具体预测方法如下：

1）确定原型转子支承系统的固有频率

原型转子支承系统的固有频率计算关系式为：

${\mathrm{\ω}}_p=\frac{{{\mathrm{\λ}}_l}^2}{{\mathrm{\λ}}_d}\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}}{{\mathrm{\λ}}_E}}{\mathrm{\ω}}_m$

其中，ω_p为原型转子支承系统的固有频率，ω_m为模型转子支承系统的固有频率，λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_E为转轴弹性模量相似比；

2）确定原型转子支承系统的振型；

原型转子支承系统的振型与模型转子支承系统振型近似相同；

3）确定原型转子支承系统的临界转速

原型转子支承系统的临界转速计算关系式为：

$n_{\mathrm{cp}}=\frac{{{\mathrm{\λ}}_l}^2}{{\mathrm{\λ}}_d}\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}}{{\mathrm{\λ}}_E}}{n}_{\mathrm{cm}}$

其中，n_cp为原型转子支承系统的临界转速，n_cm为模型转子支承系统的临界转速,λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_E为转轴弹性模量相似比。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，不但能够满足转子支承系统的固有频率测试，还可满足振型的测试，同时能够实现转子支承系统高阶临界转速的测试，在结合动力学相似理论后，根据原型转子支承系统设计动力学相似模型，由于动力学相似模型的固有频率较低，在相同频率范围内对动力学相似模型进行测试，从而预测原型转子支承系统的振动特性和故障特性，降低了实验成本，缩短了试验周期。

附图说明

图1为本发明的一种转子支承系统动力学相似测试实验台结构示意图；

图2为本发明安装了模型转子支承系统的结构示意图；

图3为实施例中模型转子支承系统振型示意图；

图中，1—底座，2—驱动电机，3—轴承座，4—联轴器，5—电涡流传感器，6—传感器支架，7—模型转轴，8—模型转盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种转子支承系统动力学相似测试实验台，包括底座1、驱动电机2、轴承座3、联轴器4、电涡流传感器5及加速度传感器，所述驱动电机2通过电机支座安装在底座1上，联轴器4设置在驱动电机2的动力输出轴上；所述轴承座3为两组，两组轴承座3均位于驱动电机2动力输出轴的中心轴线上，轴承座3通过轴承座支座设置在底座1上，联轴器4与一组轴承座3相对应；所述电涡流传感器5位于两组轴承座3之间，电涡流传感器5通过传感器支架6安装在底座1上；所述电涡流传感器5与模型转盘8相对应，所述加速度传感器与模型转轴7相对应，所述轴承座3与模型轴承相对应。

在所述底座1上设置有若干T型槽，电机支座、轴承座支座及传感器支架6均通过T型槽固装在底座1上。

采用所述的转子支承系统动力学相似测试实验台的测试方法，包括如下步骤：

步骤一：选定研究用的原型转子支承系统，同时记录下原型转子支承系统的相关参数，具体为原型转轴、原型转盘及原型轴承的相关参数，如表1、表2、表3及表4所示：

表1

表2

表3

表4

步骤二：根据动力学相似原理，通过原型转子支承系统的相关参数，确定实验用的模型转子支承系统相关参数，具体包括如下步骤：

步骤A：确定模型转子支承系统中模型转轴尺寸参数

确定模型转轴与原型转轴的长度相似比和直径相似比，取λ_l=0.71，λ_d=0.25，由

λ_l=l_im/l_ip

λ_d=d_im/d_ip

可得l_im和d_im，具体数值如表5所示；

表5

其中，λ_l为转轴长度相似比，l_im为模型转轴第i阶梯段长度，l_ip为原型转轴第i阶梯段长度，λ_d为转轴直径相似比，d_im为模型转轴第i阶梯段直径，d_ip为原型转轴第i阶梯段直径；

步骤B：确定模型转子支承系统中模型转轴材料参数

原型转轴的材料为45#钢，选定模型转轴的材料同为45#钢，可知模型转轴的相应材料参数为E_m=2.09×10¹¹pa，ρ_m=7850kg/m³，μ_m=0.3，由

λ_E=E_m/E_p

λ_ρ=ρ_m/ρ_p

λ_μ=μ_m/μ_p

可得，λ_E=1，λ_ρ=1，λ_μ=1；

其中，λ_E为转轴弹性模量相似比，E_m为模型转轴弹性模量，E_p为原型转轴弹性模量，λ_ρ为转轴密度相似比，ρ_m为模型转轴密度，ρ_p为原型转轴密度，λ_μ为转轴泊松比相似比，μ_m为模型转轴泊松比，μ_p为原型转轴泊松比；

步骤C：确定模型转子支承系统中模型转盘材料参数

原型转盘的材料为45#钢，选定模型转盘的材料同为45#钢，可知模型转盘的相应材料参数为E′_m=2.09×10¹¹pa，ρ′_m=7850kg/m³，μ′_m=0.3，由

λ_E′=E′_m/E′_p

λ_ρ′=ρ′_m/ρ′_p

λ_μ′=μ′_m/μ′_p

可得，λ_E′=1，λ_ρ′=1，λ_μ′=1；

其中，λ_E′为转盘弹性模量相似比，E′_m为模型转盘弹性模量，E′_p为原型转盘弹性模量，λ_ρ′为转盘密度相似比，ρ′_m为模型转盘密度，ρ′_p为原型转盘密度，λ_μ′为转盘泊松比相似比，μ′_m为模型转盘泊松比，μ′_p为原型转盘泊松比；

步骤D：确定模型转子支承系统中模型转盘尺寸参数

由

${\mathrm{\λ}}_D=D_m/D_p=\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_l}^2\left({1+h}^2\right)-{{\mathrm{\λ}}_d}^2{h}^2}$

${\mathrm{\λ}}_L=L_m/L_p=\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\λ}}_d}^2{\mathrm{\λ}}_l\left({1-h}^2\right)}{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}\′}[{{\mathrm{\λ}}_l}^2\left({1+h}^2\right)-2{{\mathrm{\λ}}_d}^2{h}^2]}$

可得，D_m=134mm，L_m=32mm；

其中，λ_D为转盘直径相似比，D_m为模型转盘直径，D_p为原型转盘直径，λ_L为转盘宽度相似比，L_m为模型转盘宽度，L_p为原型转盘宽度，λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_ρ′为转盘密度相似比，h为原型转轴直径（原型转盘所在阶梯段）与原型转盘直径比值；

步骤E：确定模型转子支承系统中模型轴承支撑刚度

由

${\mathrm{\λ}}_k=k_m/k_p=\frac{{\mathrm{\λ}}_E{{\mathrm{\λ}}_d}^4}{{{\mathrm{\λ}}_l}^3}$

可得，k_m=0.33×10⁶N/m；

其中，λ_k为轴承支撑刚度相似比，k_m为模型轴承支撑刚度,k_p为原型轴承支撑刚度，λ_E为转轴弹性模量相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_l为转轴长度相似比；

步骤三：依照模型转子支承系统的相关参数，制造加工出实验用的模型转轴和模型转盘，选配相应支撑刚度的模型轴承；

步骤四：对模型转子支承系统进行测试，包括固有频率测试、振型测试及临界转速测试：

1）模型转子支承系统的固有频率测试及振型测试

测试前，先将模型转子支承系统安装到实验台上，通过模型轴承和轴承座3配合安装，使模型转轴7和模型转盘8固定在底座1上，通过联轴器4将模型转轴7与驱动电机2动力输出轴连接在一起；

通过磁铁将加速度传感器等间距吸附在模型转轴7上，利用型号为L-YD-312A的激振力锤对模型转轴7进行敲击，激振力锤会将敲击模型转轴7产生的数据，通过数据线传输到计算机，并通过LMS系统进行数据采集和处理，即可得到模型转子支承系统的固有频率ω_m和振型；

利用激振力锤敲击模型转轴7的次数至少为三次，并将多次敲击所得的固有频率ω_m求和再取平均值，此时得到的固有频率ω_m更趋近真实值，具体数据如表6所示，振型如图3所示；

表6

阶数	一阶	二阶	三阶	四阶
					固有频率ωm/Hz	37.16	229.79	408.73	664.85

2）模型转子支承系统的临界转速测试

将传感器支架6调整到模型转盘8侧部，令电涡流传感器5的数据采集端正对模型转盘8，启动驱动电机2，通过驱动电机2带动模型转轴7和模型转盘8旋转，驱动电机2的转速从0r/min逐渐增大到24000r/min，在模型转子支承系统转速逐渐变化过程中，电涡流传感器5会不断的将数据传输到计算机，并通过计算机对采集的数据进行处理，最终得到模型转子支承系统的临界转速n_cm，具体数据如表7所示；

表7

阶数	一阶	二阶
			临界转速ncm(r/min)	2229.6	13787.4

步骤五：通过对模型转子支承系统进行固有频率测试、振型测试及临界转速测试所得的测试结果，预测原型模型转子支承系统的固有频率、振型及临界转速，具体预测方法如下：

1）原型转子支承系统的固有频率

由

${\mathrm{\ω}}_p=\frac{{{\mathrm{\λ}}_l}^2}{{\mathrm{\λ}}_d}\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}}{{\mathrm{\λ}}_E}}{\mathrm{\ω}}_m$

可得ω_p，具体数值如表8所示；

表8

阶数	一阶	二阶	三阶	四阶
					固有频率ωp/Hz	74.93	463.35	824.16	1339.96

其中，ω_p为原型转子支承系统的固有频率，ω_m为模型转子支承系统的固有频率，λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_E为转轴弹性模量相似比；

2）原型转子支承系统的振型与模型转子支承系统振型近似相同；

3）原型转子支承系统的临界转速

由

$n_{\mathrm{cp}}=\frac{{{\mathrm{\λ}}_l}^2}{{\mathrm{\λ}}_d}\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}}{{\mathrm{\λ}}_E}}{n}_{\mathrm{cm}}$

可得n_cp，具体数值如表9所示；

表9

阶数	一阶	二阶
			临界转速ncp(r/min)	4495.77	27800.92

其中，n_cp为原型转子支承系统的临界转速，n_cm为模型转子支承系统的临界转速,λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_E为转轴弹性模量相似比。

Claims (2)

1.一种转子支承系统动力学相似测试方法，该方法利用转子支承系统动力学相似测试实验台，其实验台包括底座、驱动电机、轴承座、联轴器、电涡流传感器及加速度传感器，所述驱动电机通过电机支座安装在底座上，联轴器设置在驱动电机的动力输出轴上；所述轴承座为两组，两组轴承座均位于驱动电机动力输出轴的中心轴线上，轴承座通过轴承座支座设置在底座上，联轴器与轴承座相对应；所述电涡流传感器位于两组轴承座之间，电涡流传感器通过传感器支架安装在底座上；所述电涡流传感器与模型转盘相对应，所述加速度传感器与模型转轴相对应，所述轴承座与模型轴承相对应；在所述底座上设置有若干T型槽，电机支座、轴承座支座及传感器支架均通过T型槽固装在底座上；其特征在于包括如下步骤：

步骤一：选定研究用的原型转子支承系统，同时记录下原型转子支承系统的相关参数，包括原型转轴、原型转盘及原型轴承的相关参数；

步骤二：根据动力学相似原理，通过原型转子支承系统的相关参数，确定实验用的模型转子支承系统相关参数，具体包括如下步骤：

步骤A：确定模型转子支承系统中模型转轴尺寸参数

模型转轴尺寸参数相似关系为：

λ_l＝l_im/l_ip

λ_d＝d_im/d_ip

其中，λ_l为转轴长度相似比，l_im为模型转轴第i阶梯段长度，l_ip为原型转轴第i阶梯段长度，λ_d为转轴直径相似比，d_im为模型转轴第i阶梯段直径，d_ip为原型转轴第i阶梯段直径；

步骤B：确定模型转子支承系统中模型转轴材料参数

模型转轴材料参数相似关系为：

λ_E＝E_m/E_p

λ_ρ＝ρ_m/ρ_p

λ_μ＝μ_m/μ_p

其中，λ_E为转轴弹性模量相似比，E_m为模型转轴弹性模量，E_p为原型转轴弹性模量，λ_ρ为转轴密度相似比，ρ_m为模型转轴密度，ρ_p为原型转轴密度，λ_μ为转轴泊松比相似比，μ_m为模型转轴泊松比，μ_p为原型转轴泊松比；

步骤C：确定模型转子支承系统中模型转盘材料参数

模型转盘材料参数相似关系为：

λ_E′＝E′_m/E′_p

λ_ρ′＝ρ′_m/ρ′_p

λ_μ′＝μ′_m/μ′_p

其中，λ_E′为转盘弹性模量相似比，E′_m为模型转盘弹性模量，E′_p为原型转盘弹性模量，λ_ρ′为转盘密度相似比，ρ′_m为模型转盘密度，ρ′_p为原型转盘密度，λ_μ′为转盘泊松比相似比，μ′_m为模型转盘泊松比，μ′_p为原型转盘泊松比；

步骤D：确定模型转子支承系统中模型转盘尺寸参数

模型转盘尺寸参数相似关系为：

${\mathrm{\λ}}_D=D_m/D_p=\sqrt{{{\mathrm{\λ}}_l}^2(1+h^2)-{{\mathrm{\λ}}_d}^2{h}^2}$

${\mathrm{\λ}}_L=L_m/L_p=\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\λ}}_d}^2{\mathrm{\λ}}_l(1-h^2)}{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{\ρ}}^{\′}}\[{{\mathrm{\λ}}_l}^2(1+h^2)-2{{\mathrm{\λ}}_d}^2{h}^2\]}$

其中，λ_D为转盘直径相似比，D_m为模型转盘直径，D_p为原型转盘直径，λ_L为转盘宽度相似比，L_m为模型转盘宽度，L_p为原型转盘宽度，λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_ρ′为转盘密度相似比，h为原型转盘所在阶梯段的原型转轴直径与原型转盘直径比值；

步骤E：确定模型转子支承系统中模型轴承支撑刚度

模型轴承支撑刚度相似关系为：

${\mathrm{\λ}}_k=k_m/k_p=\frac{{\mathrm{\λ}}_E{{\mathrm{\λ}}_d}^4}{{{\mathrm{\λ}}_l}^3}$

其中，λ_k为轴承支撑刚度相似比，k_m为模型轴承支撑刚度,k_p为原型轴承支撑刚度，λ_E为转轴弹性模量相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_l为转轴长度相似比；

步骤三：依照步骤二中确定的模型转子支承系统的相关参数，制造加工出实验用的模型转轴和模型转盘，选配相应支撑刚度的模型轴承；

步骤四：对模型转子支承系统进行测试，包括固有频率测试、振型测试及临界转速测试：

1)模型转子支承系统的固有频率测试及振型测试

测试前，先将模型转子支承系统安装到实验台上，通过模型轴承和轴承座配合安装，使模型转轴和模型转盘固定在底座上，通过联轴器将模型转轴与驱动电机动力输出轴连接在一起；

将加速度传感器等间距固定在模型转轴上，利用激振力锤对模型转轴进行敲击，激振力锤会将敲击模型转轴产生的数据，通过数据线传输到计算机，并通过计算机对采集的数据进行处理，即可得到模型转子支承系统的固有频率ω_m和振型；

2)模型转子支承系统的临界转速测试

将传感器支架调整到模型转盘侧部，令电涡流传感器的数据采集端正对模型转盘，启动驱动电机，通过驱动电机带动模型转轴和模型转盘旋转，驱动电机的转速从低逐渐增高，在模型转子支承系统转速逐渐变化过程中，电涡流传感器不断的将数据传输到计算机，通过计算机对采集的数据进行处理，最终得到模型转子支承系统的临界转速n_cm；

步骤五：通过对模型转子支承系统进行固有频率测试、振型测试及临界转速测试所得的测试结果，预测原型模型转子支承系统的固有频率、振型及临界转速。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤五中所述的通过对模型转子支承系统进行固有频率测试、振型测试及临界转速测试所得的测试结果，预测原型模型转子支承系统的固有频率、振型及临界转速，具体预测方法如下：

1)确定原型转子支承系统的固有频率

原型转子支承系统的固有频率计算关系式为：

${\mathrm{\ω}}_p=\frac{{{\mathrm{\λ}}_l}^2}{{\mathrm{\λ}}_d}\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}}{{\mathrm{\λ}}_E}}{\mathrm{\ω}}_m$

其中，ω_p为原型转子支承系统的固有频率，ω_m为模型转子支承系统的固有频率，λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_E为转轴弹性模量相似比；

2)确定原型转子支承系统的振型；

原型转子支承系统的振型与模型转子支承系统振型近似相同；

3)确定原型转子支承系统的临界转速

原型转子支承系统的临界转速计算关系式为：

$n_{cp}=\frac{{{\mathrm{\λ}}_l}^2}{{\mathrm{\λ}}_d}\sqrt{\frac{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}}{{\mathrm{\λ}}_E}}{n}_{cm}$

其中，n_cp为原型转子支承系统的临界转速，n_cm为模型转子支承系统的临界转速,λ_l为转轴长度相似比，λ_d为转轴直径相似比，λ_ρ为转轴密度相似比，λ_E为转轴弹性模量相似比。