轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速
多軸轉子分析與獨立轉子分析基本相同,需要注意的是提前將各轉子的轉動部件用Named selections定義好。 在不同的載荷步,多軸轉子的轉速比可以改變,但轉速隨載荷步為升序。
1. 問題描述
如下圖所示的多軸轉子,轉子1和轉子2位于XZ平面,轉子3與前者不在一個平面中。各轉軸長度和軸徑以及圓盤厚度和半徑等見圖b、圖c,約束與連接如圖a所示。各轉子間的轉速比為1:3:2,各軸承剛度K11均為1E9N/m,K22均為2E9N/m。對此轉子系統進行模態分析和臨界轉速計算。(注:本例引用《ANSYS結構動力分析與應用》P291的6.4.4小節)

多軸轉子的構造
2. 結果分析
在WB中,采用Beam188單元模擬得到前4階振型如下:

多軸轉子的一階振型

多軸轉子的二階振型

多軸轉子的三階振型

多軸轉子的四階振型
當前版本的WB(19.2版本)并不提供多軸轉子的坎貝爾圖生成,可以通過插入命令流或者把模擬結果導入APDL里面查看各個轉子的坎貝爾圖,由于多個轉子之間相互耦合作用,會出現較多與轉速無關的振動模態,讀者亦可手動提取關心的轉速數據繪制坎貝爾圖 。
得到各轉子的坎貝爾圖如下,同時可以得到各轉子的臨界轉速。

轉子1的坎貝爾圖

轉子2的坎貝爾圖

轉子3的坎貝爾圖
同時可以提取各階振型的軸心軌跡。

多軸轉子軸心軌跡1

多軸轉子軸心軌跡2
3. 分析過程
根據所給的尺寸建立多軸轉子線體模型,轉軸和圓盤一同由線體建立。

多軸轉子模型
轉子動力學系列(十):不平衡激勵下的啟動過程瞬態轉子動力學分析
轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速
轉子動力學系列(八):軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用
轉子動力學系列(四):不同軸承單元對比(COMBIN14和COMBI214)
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