轉(zhuǎn)子動力學(xué)ansys的案例
轉(zhuǎn)子動力學(xué)ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉(zhuǎn)子動力學(xué) 臨界轉(zhuǎn)速 軸承
轉(zhuǎn)子動力學(xué)ansys仿真流程方法
工程中的回轉(zhuǎn)機械，如渦輪機、電機等，在運轉(zhuǎn)時經(jīng)常由于轉(zhuǎn)軸的彈性轉(zhuǎn)子偏心而發(fā)生橫向彎曲振動。當(dāng)轉(zhuǎn)速增至某個特定值時，振幅會突然加大，振動異常激烈，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過這個特定值時，振幅又會很快減小。使轉(zhuǎn)子發(fā)生激烈振動的特定轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。工程師要做的就是查找轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，從而將系統(tǒng)修改轉(zhuǎn)速或者添加一定的支撐，來避開臨界轉(zhuǎn)速。
要獲取臨界轉(zhuǎn)速，那么ansys軟件就可以根據(jù)模型來計算臨界轉(zhuǎn)速。理論狀態(tài)下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸上的圓盤、兩側(cè)軸承以及不平衡的質(zhì)量，如圖所示。
那么如何進行坎貝爾圖的計算和提取呢？在ANSYS軟件中有三種方法來計算臨界轉(zhuǎn)速，如下所示：
第一種為梁單元方法，建立一根軸線，不同的位置給定不同的半徑和質(zhì)量點來計算。
第二種為三維實體方法，建立完整的三維模型，模型是軸對稱模型，所以默認(rèn)的模型是完全的不偏心的，所以需要添加偏心的質(zhì)量點。
第三種為ANSYS workbench中新功能，概念模型，建立二維的截面模型來代替三維模型，計算量能夠顯著的減少，加快計算速度，但是結(jié)果并沒有差別。
本次流程以第三種方式來展示仿真分析的流程方法，基本操作過程三種近似相同。分析模塊是采用模態(tài)分析來進行的。
1.模型的建立
首先要將三維模型進行處理，將三維模型切割，提取中間的截面，如圖所示。
打開workbench中的模態(tài)分析模塊，設(shè)置對稱選項，如下圖所示。默認(rèn)的模型不會出現(xiàn)對稱的設(shè)置，需要選中model狀態(tài)下插入對稱、接觸、遠(yuǎn)端點等選項.
設(shè)置好之后在對稱目錄下插入General Axisymmetric，該方法是ANSYS獨有的一種簡化方法，可以使用二維平面表示三維物體，簡化計算量.
表示二維軸對稱的操作方式的選項如下圖所示，設(shè)置坐標(biāo)和對稱軸及平面數(shù)量。
展開 ANSYS WORKBENCH中關(guān)于轉(zhuǎn)子動力學(xué)的新功能介紹
圖3 坎貝爾圖
參考
^轉(zhuǎn)子動力學(xué)ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉(zhuǎn)子動力學(xué) 臨界轉(zhuǎn)速 軸承 https://www.yqgqt.org.cn/post/1913385
轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析 ansys 命令流 ￥15
這類問題在力學(xué)中屬于轉(zhuǎn)子動力學(xué)，ANSYS為之提供了專門的支持。
頻率
附件為帶彈簧的轉(zhuǎn)子動力學(xué)命令流。
基于ANSYS APDL 轉(zhuǎn)子動力學(xué)建模及動力學(xué)分析，包括坎貝爾圖，瞬態(tài)分析等 ￥15
模型
坎貝爾圖
瞬態(tài)分析某點的軌跡圖
附件包括：轉(zhuǎn)子的建模文件zhu1，及轉(zhuǎn)子動力學(xué)模態(tài)、考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動力及瞬肪分析的命令流doc文件。
ANSYS Workbench 轉(zhuǎn)子動力學(xué)：單盤轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子是各種轉(zhuǎn)動機械中轉(zhuǎn)動部件的力學(xué)通稱。轉(zhuǎn)子動力學(xué)是一門應(yīng)用性學(xué)科，它研究轉(zhuǎn)子的各種動力學(xué)特性和動力學(xué)現(xiàn)象，是轉(zhuǎn)動機械動力學(xué)問題的核心內(nèi)容。主要研究轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的振動、平衡和穩(wěn)定性的問題，尤其是研究接近或超過臨界轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的橫向振動問題。轉(zhuǎn)子是渦輪機、電機等旋轉(zhuǎn)式機械中的主要旋轉(zhuǎn)部件。
轉(zhuǎn)子動力學(xué)的研究內(nèi)容主要有以下5個：
臨界轉(zhuǎn)速
通過臨界轉(zhuǎn)速的狀態(tài)
動力響應(yīng)
動平衡
轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性
常用術(shù)語：
陀螺效應(yīng)——重力對高速旋轉(zhuǎn)中的陀螺產(chǎn)生的對支撐點的力矩不會使其發(fā)生傾倒，而發(fā)生小角度的進動。此即陀螺效應(yīng)。一言以蔽之，就是物體轉(zhuǎn)動時的離心力會使自身保持平衡，重力的作用與離心力相比已變得不值一提了。大家如果玩過陀螺就會知道，陀螺在地上旋轉(zhuǎn)時軸會不斷地扭動，這就是進動。 簡單來說，陀螺效應(yīng)就是旋轉(zhuǎn)的物體有保持其旋轉(zhuǎn)方向（旋轉(zhuǎn)軸的方向）的慣性。
渦動——轉(zhuǎn)子正常的旋轉(zhuǎn)也包含了渦動的概念。例如在不平衡力矩作用下，轉(zhuǎn)軸發(fā)生撓曲變形，轉(zhuǎn)軸一方面繞其自身軸線自轉(zhuǎn)，另一方面繞靜平衡位置公轉(zhuǎn)，此時轉(zhuǎn)軸的運動實際上是兩種運動的合成。一種是轉(zhuǎn)軸繞其軸線的定軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度就是旋轉(zhuǎn)速度w；另一種則是變形的軸線繞其靜平衡位置的空間回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角速度仍然是w，后一種的回轉(zhuǎn)運動就是渦動。
臨界轉(zhuǎn)速——轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子各微段的質(zhì)心不可能嚴(yán)格處于回轉(zhuǎn)軸上，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，會出現(xiàn)橫向干擾，在某些轉(zhuǎn)速下還會引起系統(tǒng)強烈振動，出現(xiàn)這種情況時的轉(zhuǎn)速就是臨界轉(zhuǎn)速。臨界轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)時橫向振動的固有頻率相同，也就是說，臨界轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的彈性和質(zhì)量分布等因素有關(guān)。對于具有有限個集中質(zhì)量的離散轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，臨界轉(zhuǎn)速的數(shù)目等于集中質(zhì)量的個數(shù)；對于質(zhì)量連續(xù)分布的彈性轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，臨界轉(zhuǎn)速有無窮多個。
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多軸轉(zhuǎn)子模型
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應(yīng)用
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（七）：帶支承結(jié)構(gòu)的復(fù)雜轉(zhuǎn)子分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（六）：考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（五）：隨轉(zhuǎn)速變剛度和變阻尼的模擬
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（四）：不同軸承單元對比（COMBIN14和COMBI214）
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（二）：不平衡響應(yīng)分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（一）：臨界轉(zhuǎn)速與坎貝爾圖
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具體命令流如下：
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
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轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應(yīng)用
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轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（二）：不平衡響應(yīng)分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（一）：臨界轉(zhuǎn)速與坎貝爾圖
展開 ANSYS中的轉(zhuǎn)子動力學(xué)計算
最近看到安世亞太的雷先華寫的一篇文章,介紹了ANSYS轉(zhuǎn)子動力學(xué)的計算功能.較有啟發(fā)性.
轉(zhuǎn)子動力學(xué)是固體力學(xué)的一個重要分支，已主要研究旋轉(zhuǎn)機械的「轉(zhuǎn)子一支承」，系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的振動、平衡和穩(wěn)定性問題，其主要研究內(nèi)容有兒個方面 :臨界轉(zhuǎn)速、動力響應(yīng)、穩(wěn)定性、動平衡技術(shù)和支承設(shè)計。在旋轉(zhuǎn)機械研究設(shè)計中，轉(zhuǎn)子動力學(xué)的性能分析是極其重要的一個方面。
傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析采用傳遞矩陣方法進行，由于將大量的結(jié)構(gòu)信急簡化為極為簡單的集中質(zhì)量一梁模型，不能確保模型的完整性和分析的準(zhǔn)確度；而有限元在處理轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題時，可以很好地兼顧模型的完整性和計算的效率，但多年來轉(zhuǎn)子的「陀螺效應(yīng)」一直是制約轉(zhuǎn)子動力學(xué)有限元分析的「瓶頸」問題。ANSYS很好地解決了動力特性分析中「陀螺效應(yīng)」影響的問題，而且陀螺效應(yīng)的考慮不受計算模型上的限制，使得轉(zhuǎn)子動力學(xué)有限元分析變得簡單高效。
本文對ANSYS的轉(zhuǎn)子動力學(xué)計算功能進行簡要介紹。
ANSYS中的轉(zhuǎn)子動力學(xué)計算.pdf
展開 轉(zhuǎn)子動力學(xué) | 模態(tài)分析 附轉(zhuǎn)子動力學(xué)鐘一諤下載
旋轉(zhuǎn)和靜止部件之間的接觸
下載地址：轉(zhuǎn)子動力學(xué)鐘一諤下載
轉(zhuǎn)子動力學(xué)的簡介及其發(fā)展 附轉(zhuǎn)子動力學(xué)顧家柳下載
由于解析法只適用于一些特殊的力學(xué)模型，而工程實際中的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，響應(yīng)的動力學(xué)方程無法求得精確的解析解，很多學(xué)者開始致力于這方面的研究，于是各種近似方法相繼提出。當(dāng)今轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究以傳遞矩陣法和有限元法為主，而且隨著計算機軟件的發(fā)展，Matlab、Ansys等工程軟件應(yīng)用于轉(zhuǎn)子動力學(xué)，更進一步促進了轉(zhuǎn)子動力學(xué)的發(fā)展。
對簡單離散轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分析，大多是基于理論力學(xué)的分析方法；而對復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，則多用傳遞矩陣法和有限元法。傳遞矩陣法在50年代中期被應(yīng)用于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分析和臨界轉(zhuǎn)速計算，直到現(xiàn)在仍然是轉(zhuǎn)子動力學(xué)的主要分析手段之一。這一方法的優(yōu)缺點如下：
優(yōu)點：矩陣的階數(shù)不隨系統(tǒng)的自由度數(shù)增大而增加，因而編程簡單、內(nèi)存用量小、運算速度快，特別適用于像轉(zhuǎn)子這樣的鏈?zhǔn)较到y(tǒng)。
缺點：在考慮支承系統(tǒng)等轉(zhuǎn)子周圍結(jié)構(gòu)時，分析較困難。有限元法的表達(dá)式簡單、規(guī)范，特別適用于轉(zhuǎn)子和周圍結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析，但系統(tǒng)復(fù)雜時會導(dǎo)致自由度數(shù)特別大。
隨著計算方法的改進和發(fā)展，以及計算機速度的快速提高，先后出現(xiàn)了如Riccati傳遞矩陣法、傳遞矩陣—阻抗耦合法、傳遞矩陣—分振型綜合法，以及傳遞矩陣—直接積分法等，專門針對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)而建立的分析方法，也開發(fā)了許多基于有限元的商業(yè)軟件，如ANSYS等分析工具。目前看來對線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的建模和分析方法已比較成熟，基于這種方法計算出的臨界轉(zhuǎn)速已比較接近實測結(jié)果。但近來由于非線性轉(zhuǎn)子動力學(xué)的發(fā)展，特殊材料制成的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不斷出現(xiàn)，以及特種轉(zhuǎn)子的需求對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性分析問題和對如微型旋轉(zhuǎn)機械的動態(tài)特性分析，已受到了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。此外，超低頻旋轉(zhuǎn)機械的動態(tài)特性分析也是當(dāng)前需要解決的問題。
展開 ANSYS 轉(zhuǎn)子動力學(xué)指導(dǎo)
ansys_rotordynamic_analysis_guide.part2.rar
ansys_rotordynamic_analysis_guide.part1.rar
基于ansys的電機轉(zhuǎn)子的動力學(xué)分析
基于ansys的電機轉(zhuǎn)子的動力學(xué)分析
此文使用BEAM188單元模擬轉(zhuǎn)子的軸，使用MASS21單元模擬轉(zhuǎn)子，使用COMBI模擬軸承建立了電子轉(zhuǎn)子的有限元模型，并且進行了諧響應(yīng)分析找出了兩個共振點分別是162Hz和240Hz，得出ansys可以很好的解決轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題。
文章地址：http://www.docin.com/p-54444168.html#
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析 ￥99
** generate response graphs
/post26
nsol,2,5,U,X,UXdisk
prod,3,2,2
nsol,4,5,U,Y,UYdisk
prod,5,4,4
add,6,3,5
sqrt,7,6,,,Ampl_At_Disk
/axlab,y,Displacement (m)
plvar,7
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轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應(yīng)用
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（七）：帶支承結(jié)構(gòu)的復(fù)雜轉(zhuǎn)子分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（六）：考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（五）：隨轉(zhuǎn)速變剛度和變阻尼的模擬
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（四）：不同軸承單元對比（COMBIN14和COMBI214）
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（二）：不平衡響應(yīng)分析
轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（一）：臨界轉(zhuǎn)速與坎貝爾圖
展開 基于ANSYS的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析
本文對ＡＮＳＹＳ的轉(zhuǎn)子動力學(xué)計算功能及理論基礎(chǔ)進行說明，在此基礎(chǔ)上通過一個簡單算例將ＡＮＳＹＳ實體單元建模獲得的轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與集中參數(shù)模型所得的結(jié)果進行對比，驗證了實體單元分析的有效性。最后通過一個復(fù)雜實例說明轉(zhuǎn)子動力學(xué)實體單元建模的應(yīng)用。
基于ANSYS的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析.pdf
ANSYS中的轉(zhuǎn)子動力學(xué)計算
轉(zhuǎn)子動力學(xué)是固體力學(xué)的一個重要分支，已主要研究旋轉(zhuǎn)機械的「轉(zhuǎn)子一支承」，系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的振動、平衡和穩(wěn)定性問題，其主要研究內(nèi)容有兒個方面:臨界轉(zhuǎn)速、動力響應(yīng)、穩(wěn)定性、動平衡技術(shù)和支承設(shè)計。在旋轉(zhuǎn)機械研究設(shè)計中，轉(zhuǎn)子動力學(xué)的性能分析是極其重要的一個方面。
傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析采用傳遞矩陣方法進行，由于將大量的結(jié)構(gòu)信急簡化為極為簡單的集中質(zhì)量一梁模型，不能確保模型的完整性和分析的準(zhǔn)確度；而有限元在處理轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題時，可以很好地兼顧模型的完整性和計算的效率，但多年來轉(zhuǎn)子的「陀螺效應(yīng)」一直是制約轉(zhuǎn)子動力學(xué)有限元分析的「瓶頸」問題。ANSYS很好地解決了動力特性分析中「陀螺效應(yīng)」影響的問題，而且陀螺效應(yīng)的考慮不受計算模型上的限制，使得轉(zhuǎn)子動力學(xué)有限元分析變得簡單高效。
ANSYS中的轉(zhuǎn)子動力學(xué)計算.pdf
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