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)

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖1

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:

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖2

多軸轉子的一階振型

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖3

多軸轉子的二階振型

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖4

多軸轉子的三階振型

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖5

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。

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖6

轉子1的坎貝爾圖

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖7

轉子2的坎貝爾圖

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖8

轉子3的坎貝爾圖

同時可以提取各階振型的軸心軌跡。

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖9

多軸轉子軸心軌跡1

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖10

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。

轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速的圖11

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(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


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