1 問題描述

如下圖所示鋼制圓盤轉子結構，材料的彈性模量為200GPa，密度為7800kg/m3，泊松系數為0.3，長度分別為L1=0.2m，L2=0.3m，L3=0.5m，L4=0.3m，軸徑d=0.05m，圓盤半徑分別為R1=0.12m，R2=0.2m，R3=0.2m，厚度分別為t1=0.05m，t2=0.05m，t3=0.06m。軸的兩端為簡支邊界條件，求該轉子結構渦動頻率、振型、臨界轉速。

2 結果對比

結構轉動時會產生離心力，而離心力對結構變形有影響，從而影響轉動模態，因此預應力轉動結構模態分析就是考慮結構轉動時的離心力對模態的影響。不同轉子受到離心力的影響程度不同，對實際轉子應進行無預應力和有預應力的模態分析進行對比，有時離心力的影響會很大，甚至改變渦動頻率曲線的趨勢。

不考慮應力的結果如下：

考慮預應力的結果如下：

3 分析過程(APDL及Workbench)

在APDL中，預應力的模態分析是靜力學分析和模態分析交替進行，在靜力分析階段就要打開科氏開關、坎貝爾圖開關和預應力開關，并對轉動部件定于轉速，坎貝爾圖開關中的NSLOVE項與交替求解次數相同，其余過程與一般結構的有預應力模態分析相同。

具體命令流如下：

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（七）：帶支承結構的復雜轉子分析

轉子動力學系列（六）：考慮預應力的轉子動力學分析

轉子動力學系列（五）：隨轉速變剛度和變阻尼的模擬

轉子動力學系列（四）：不同軸承單元對比（COMBIN14和COMBI214）

轉子動力學系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）

轉子動力學系列（二）：不平衡響應分析

轉子動力學系列（一）：臨界轉速與坎貝爾圖