ansys螺桿仿真的案例
螺桿壓縮機仿真：Simerics 螺桿壓縮機網格模板介紹
螺桿式壓縮機又稱螺桿壓縮機，分為單螺桿式壓縮機及雙螺桿式壓縮機。由于其結構簡單、易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下工作，排氣溫度低，對制冷劑中含有大量的潤滑油不敏感，有良好的輸氣量調節性，螺桿式壓縮機廣泛地應用在冷凍、冷藏、空調和化工工藝等制冷裝置上。此外，以螺桿式壓縮機為主機的螺桿式熱泵廣泛應用在采暖空調方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。
其中，單螺桿壓縮機主要由一個圓柱形螺桿、兩個平面星輪和機殼組成的。螺桿和星輪組成嚙合副裝在機殼內，由螺桿槽、星輪、機殼組成密封容積變化的氣腔。當螺桿主軸在外部電機的驅動下運轉時，星輪也隨著螺桿運轉。兩個星輪將螺桿分成對稱獨立的封閉空間，當螺桿轉動時,星輪在螺旋槽內相對運動，改變星輪、螺旋槽、機殼組成的密封空間的大小，實現吸氣、壓縮、排氣的過程。
圖1 單螺桿壓縮機
單螺桿壓縮機雖然具有零部件少、重量輕、機械效率高、噪聲低和振動小等優勢，但由于其結構緊湊，壓縮機轉子齒頂密封齒與殼體之間的泄露間隙非常小，使得其三維CFD仿真變得十分困難。
展開 【技術分享】獨一無二的螺桿機械仿真技術！
圖6 Pumplinx仿真界面
圖7 Pumplinx壓力計算結果動畫
圖8 Pumplinx溫度計算結果動畫
圖9 仿真與試驗對比(腔內壓力隨旋轉角度變化曲線)
圖10 仿真與試驗對比(流量、容積效率、功率等)
其它案例簡介
圖11 噴油雙螺桿壓縮機流場分析
圖12 斜齒輪泵流場分析
圖13 多轉子螺桿泵
圖14 斜齒式風機
圖15 變分度圓螺桿壓縮機
圖16 非常規螺桿機
總結
通過應用SCORG + PumpLinx軟件技術方法，可以進行螺桿機械的設計和三維CFD數值分析，建立基于數值分析的快速高效的螺桿機械性能預測能力，為研發機構提供更高效的工作方式，并帶來更大利益。
文章來源： PumpLinx運動機械CFD專家
展開 螺桿機械數值仿真網絡培訓
為了讓更多的技術人員、科研學者了解螺桿及斜齒機械數值仿真方法，海基科技定于2015年11月12日14:30-16:30舉辦“螺桿及斜齒機械數值仿真網絡培訓”，誠邀您參加！
學習內容
1.螺桿機械數值仿真解決方案簡介；
2.基于SCORG的螺桿機械三維網格生成講解；
3.基于PumpLinx的螺桿機械動網格設置、求解及后處理講解；
4.螺桿壓縮機CFD分析實例講解；
5.共同討論。
活動詳情：http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=306&atcatid=74
報名鏈接：[img]file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\8LDO48C$8@[GWU0353$FOVS.png[/img]https://jinshuju.net/f/U6m6ZA
大家快來報名吧！
展開 有限元仿真在螺桿壓縮機應用研究
李日華，張天翼
（珠海格力智能裝備有限公司，廣東珠海519000）
[摘要]：通過對螺桿壓縮機進行有限元仿真，可以加快設計工作進度。分析對象主要包括螺桿壓縮機殼體、轉子和內部流道，分析方法主要包括結構靜力學仿真、結構熱力學仿真、模態分析、諧響應分析、隨機振動分析、流場模擬和噪聲分析等。
[關鍵詞]：有限元；仿真；螺桿壓縮機；殼體；轉子；內部流道
中圖分類號：TH455 文獻標志碼：A
文章編號：1006-2971（2021）03-0032-05
1 引言
螺桿壓縮機具有可靠性高，操作維護方便和適應性強的特點，廣泛應用于中央空調、冷凍冷藏、船用和核電等領域，在寬廣的容量和工況范圍內，逐漸替代其他種類壓縮機[1-2]。螺桿壓縮機利用一對相互嚙合的陰、陽轉子在殼體腔內作回轉運動，實現吸氣、壓縮和排氣3個過程，轉子和殼體是螺桿壓縮機重要零部件。在氣體壓縮的過程中，受氣體力作用，轉子會發生一定的形變，由
于受排氣周期性氣體脈動和轉子回轉力的影響，誘發了壓縮機振動和噪聲響應問題，在激勵源作用的情況下，可以通過振動響應計算將響應頻率和激勵頻率偏錯開，從而避免共振，降低振動。殼體在壓縮機工作過程中除了承受氣體壓力和轉子載荷外，還是壓縮機振動和噪聲輻射的主體，壓縮機主要通過殼體結構進行傳遞，因此，殼體合理設計對壓縮機可靠性影響至關重要。螺桿壓縮機殼體結構設計既要滿足強度設計要求，同時也要滿足剛度設計要求，避免由于設計不合理產生共振、振動傳遞高等問題[3]。
有限元分析可用于結構及流體的仿真。合理運用仿真手段，可加快設計工作的進行，通過仿真結果來優化壓縮機結構，確定壓縮機殼體和轉子結構設計的合理性，避免后期不必要的改模，降低開發成本。本文分別從結構靜力學和動力學方面對螺桿壓縮機殼體和轉子進行有限元仿真分析。
展開 
案例 | 螺桿膨脹機仿真與測試
容積式旋轉機械（如雙螺桿膨脹機）的數值模擬已被證明是一項非常具有挑戰的工作，其特點在于隨時間變化的腔室體積伴隨著復雜的流動物理問題。
此外，腔內間隙、軸向間隙和齒間嚙合間隙所引發的間隙流動，對整個機械的效率將產生嚴重的影響。因此，CFX Berlin在一臺雙螺桿膨脹機上進行了實驗和仿真的對比。
流體-結構相互作用將會與多項流一樣，是未來數值研究領域的挑戰。這是由于數值工作明顯增加，尤其是在雙向流固耦合領域。
此外，縮短仿真時間的理論變得更詳細，如，初始化噴油的合適性或者與結構力學的耦合動態分析。對于這些挑戰，仍然需要可靠的實驗數據來評判數值結果的準確性。
下面來看一下在最近工作中的一些研究內容。
以下給出了德國多特蒙德大學的SE-51.2螺桿膨脹機的CFD計算結果。仿真計算求解器采用的是ANSYS CFX，計算網格則是采用CFX Berlin的TwinMesh網格生成工具。
SE-51.2為無傳動、干式雙螺桿膨脹機，其通過膨脹空氣（壓比6:1）將熱能轉化為機械能，轉速達到20000rpm。
膨脹機的體積比為2.5，軸長為51mm，陽轉子每周位移容積為285cm3。計算的數值模型包括完整的間隙，在幾個不同的轉速下，CFD結果與測試進行了比較。
SE-51.2的CFD仿真結果與實驗數據比對顯示，膨脹機內的工作機理和流動狀態與仿真吻合的很好。它能夠解釋想節流、腔室回填及間隙泄露等現象。此外，流量在整體上與實驗獲得非常大的一致性。
大多數情況下，CFD很容易允許對變化的間隙或者變化的工況點進行分析。關于進一步的研究，準確建立泄露源（即所有間隙真實的模型）應該特別關注，因為這回嚴重影響到機械運行過程中的特征。
展開 Moldex3D仿真分析之螺桿直徑與總長度
您可以使用工具欄新增新的螺桿系統（[新增] (New) 按鈕）、編輯舊系統（ [編輯] (Edit) 按鈕）、重新命名舊系統（[重新命名] (Rename) 按鈕）、刪除系統（[刪除] (Delete) 按鈕），或將舊系統（[復制] (Copy) 按鈕）復制到新系統。
按下 [編輯] (Edit) 指定與編輯螺絲幾何：
因此必須提供四種信息完整描述「螺桿系統」，包括「基本信息」、「料管條件」、「螺牙結構」與「噴嘴條件」。
基本信息 (Basic Info)
必須先定義螺桿的直徑與總長度。直徑是直接從機器信息更新的。在此您無法修改它。如果您必須修改螺桿直徑，請參閱第 3 章。
[螺牙幾何編輯] (Screw Geometry Editing) 菜單會顯示整個螺牙及其直徑與長度
料管特性 (Barrel Characteristics)
亦必須指定料管上的加熱區域位置。用戶可新增或刪除一些加熱區域。每個區域的結束位置都會是下個區域的開始位置。按下 INSERT 可插入新區域，或 DELETE 可刪除現有區域。或者，單擊右鍵以顯示相同功能的快捷菜單。加熱區域的上限是四。
[螺牙幾何編輯] (Screw Geometry Editing)菜單顯示料管區域的定義
按下 INSERT 或單擊右鍵，可在 [螺桿幾何編輯] (Screw Geometry Editing) 菜單中插入加熱區域
螺桿特性 (Screw Characteristics)
螺桿區段的定義方式相似。此外也必須指定其他螺桿細節，例如溝槽深度、螺距、螺紋寬度、螺紋數等。螺距與螺紋寬度的默認值為常數。此外也接受定義非常數的螺距與螺紋寬度結構。
展開 基于ANSYS/CFX漸加速雙螺桿設計及三維流場分析
圖1 漸加速型雙螺桿三維模型
1.2 漸加速型螺桿加速原理及齒輪設計參數
加速原理：行星輪系分別由太陽輪、行星輪、齒圈、行星架構成，其中太陽輪固定不動，齒圈與螺桿內壁固定，行星架通過中心軸與前一段螺桿連接獲取轉速使齒圈加速旋轉，使得后一段螺桿轉速相對于前一段螺桿轉速增加，從而實現漸加速。加速輸送段和加速混合段行星輪系如圖2所示，齒輪設計參數見表1。
1.3 有限元模型
將SolidWorks三維模型導入到ANSYS/CFX模塊中，在geometry中進行填充和布爾操作得到其流道模型如圖3(a)所示，然后導入到mesh中進行四面體網格劃分得到網格劃分模型如圖3(b)所示，其節點數為99 672,元素數388 539,最后進行求解和結果分析。
2 數學模型和參數設計
2.1 仿真條件假設
仿真設置豆粕為試驗材料。豆粕屬于冪律流體中的膨脹流體[14],是非牛頓流體中的一種，其流體黏度隨剪切速率的增加而增加且不可被壓縮，根據相關理論對流場進行設定，流體完全充滿流道且為等溫層流狀態。機筒溫度設置為100 ℃,機筒設為固定。
展開 ANSYS workbench 錨螺桿非線性接觸分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習錨螺桿的三維模型處理
2、學習錨螺桿非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習錨螺桿非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 錨螺桿非線性接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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Moldex3D仿真分析之設定螺桿塑化模擬制程參數
下一個步驟是設定螺桿塑化模擬的制程參數。先按下 [編輯] (Edit) 按鈕以指定所需的條件。完成 [螺桿項目編輯] (Screw Project Editing) 菜單。在 [螺桿 RPM] (Screw RPM) 方塊中，輸入待分析的螺牙 RPM。或者，選取 [包含 RPM 相依性計算] (Include RPM dependent calculations) 復選框，以執行一系列不同 RPM 的仿真。
在 [制程] (Process) 菜單中，輸入 RPM 并選取或清除 [包含 RPM 相依性計算] (Include RPM dependent calculations ) 復選框
編輯按鈕 (Edit Button)
當您單擊 [編輯] (Edit) 按鈕時，您必須指定 [基本信息] (Basic info)、[材料] (Material)、[摩擦系數] (Friction coefficient)、[溫度] (Temperatures)、[壓力出口] (Pressure-exit) 如下所示。
[螺牙項目編輯] (Screw Project Editing) 菜單
基本信息卷標 (Basic Info Tab)
單擊"..." 按鈕選擇從先前所述螺桿特性區段建立的某些螺桿數據文件。
[基本信息] (Basic Info) 標簽可讓您選取預先定義的螺牙幾何
材料標簽 (Material Tab)
此標簽中使用 [材料精靈] 中定義的材料。在此可定義入料筒中固體塑料粒子的體積密度與入口溫度。
在此可定義入料筒中固體塑料粒子的體密度與入口溫度。
摩擦系數標簽 (Friction Coefficients Tab)
料管材料摩擦系數一律高于螺桿材料摩擦系數，以保證熔融塑件會朝著噴嘴正數移動。
展開 ANSYS-Fluent在兩級永磁螺桿空壓機內部流道設計中的應用
兩級壓縮永磁螺桿空壓機節能效果相比于其他壓縮機有著絕對的優勢，越來越多的客戶開始選擇兩級壓縮
永磁螺桿空壓機
來替代工廠里的舊機器。
兩級永磁螺桿空壓機在多方面參數性能都比兩個單級壓縮空壓機更加優秀，如理論分析、中間冷卻、中間壓力調節、壓縮比等。
既然兩級空壓機的性能更加突出，那么對兩級之間的流道設計也是整個兩級空壓機設計的重要一環，如何設計出更加優秀的內部流道呢？我們可以從理論分析與有限元仿真相結合的方法對其進行設計優化。
圖1 流道截面圖
首先利用流體力學相關知識對其流道初步設計，圖1是公司的某款兩級壓縮的內部流道的截面三維圖。內部流道氣流是否順暢、渦流是否存在、局部壓力損失大小、如何進一步優化，這些問題只靠樣機試制去解決是很困難的，而且試制成本也會增加。而利用有限元分析軟件對初始模型進行分析，就能找到解決問題的辦法。
以上圖2為流道中心截面風速分布圖
借助有限元仿真軟件ANSYS-Flunet對其流道模型進行分析，根據實際工況進行參數設置，最終得到流道內部靜壓分布及流速分布。圖2為流道中心截面靜壓分布與氣流分布圖，從圖中可以看出，流道內部靜壓分布較為均勻，下方與中部氣流順暢，沒有壓力突變，而在截面上方存在壓力突變處，結合流速分布發現上方存在渦流，此處局部壓力損失最大，需要改進結構減小渦流大小，進一步減少能量損失。
圖3 流道內部速度流線分布圖
圖3整個流道速度流線分布圖，進一步反映出流道內部氣流分布情況，與截面分布圖相似，圖中上方存在渦流，存在能量損失。下方與中部氣流順暢能很好的從一級排氣口進入二級進氣口。
展開 【Simerics技術分享】雙螺桿壓縮機注油過程3D動態仿真
雙螺桿壓縮機注油過程3D動態仿真
除潤滑齒輪外，不同類型的容積式壓縮機普遍采用噴油來冷卻壓縮氣體、密封泄漏間隙提高壓縮機氣體流量和效率。
本文將詳細介紹雙螺桿壓縮機注油過程的3D全瞬態CFD仿真，采用體積分數(VOF)法對氣液兩相流動進行模擬，通過對比有油和無油情況下的模擬結果，對注油冷卻和密封效果進行評價。
通過該算例Simerics MP+ 軟件VOF模型的有效性、強大性及計算速度得到了有效地驗證。
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雙螺桿壓縮機基本原理
雙螺桿壓縮機是一種做回轉運動的容積式氣體壓縮機械，隨著螺桿轉子的轉動，陰陽轉子間的齒間容積沿轉子軸線從吸氣端運動到排氣端，且齒間容積由小到大再變小，發生周期性的變化，完成吸氣、壓縮和排氣過程。
除潤滑齒輪外，不同類型的容積式壓縮機普遍采用噴油來冷卻壓縮氣體、密封泄漏間隙提高壓縮機氣體流量和效率。
本文將詳細介紹雙螺桿壓縮機注油過程的3D全瞬態CFD仿真，采用體積分數(VOF)法對氣液兩相流動進行模擬，通過對比有油和無油情況下的模擬結果，對注油冷卻和密封效果進行評價。
通過該算例Simerics MP+ 軟件VOF模型的有效性、強大性及計算速度得到了有效地驗證。
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WORKBENCH流固耦合案例#292-螺桿（單）擠出機流場和應力仿真
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WORKBENCH流固耦合案例#292-螺桿（單）擠出機流場和應力仿真
01
案例介紹
如圖所示的螺桿（單）擠出機，擠出量可以設定為800kgh，螺桿轉速340rpm，物料密度700kg/m3，粘度1620Pa.s，物料含水率為30%，要模擬此過程中的流場和螺桿應力分布。
ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
概述
本指導文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost（ACP）模塊進行復合材料的分析。本教程以機翼蒙皮為案例，結合本教程，您將學習如何創建復合材料模型、定義材料屬性、設置鋪層、進行網格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導入與處理：
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件（如CATIA、SolidWorks、Inventor等）中對幾何模型進行預處理，確保模型的完整性和準確性。
o 對于機翼蒙皮和肋板等復雜結構，需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體，以便后續定義接觸關系和鋪層順序。在接觸區域（如蒙皮與肋板的連接處），需進行精確的幾何分割，確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節點識別或接觸定義，可在接觸區域生成輔助線或面，確保網格劃分時節點對齊，避免因網格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側Component Systems找到ACP模塊，拖拽到A模塊下Gometry下，這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model，打開mechanical界面。
3. 在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5. 回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。
6.
展開 基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真，附講解視頻及模型文件 ￥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導手冊
本案例文檔，適合本科畢業設計水平，具有極高參考價值，請合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結構的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結果處理等各個方面。設置方法程詳細，結果結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊旨在指導用戶使用ANSYS Workbench進行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件定義、計算參數配置及結果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊適用于結構工程師、仿真分析師及相關技術人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進行幾何前處理，二者在抽殼、幾何修復等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件（如SolidWorks、CATIA）導入幾何，但需確保導出格式兼容（如.stp、.igs）。
打開Workbench，進入Geometry模塊。右鍵點擊Import Geometry，選擇防撞梁模型文件（如.stp格式）。點擊Generate生成幾何體，雙擊進入該模塊，檢查模型完整性。也可以先打開該模塊，再導入幾何。
2.2 幾何簡化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡化，以減少計算量。
操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點擊目標面，設置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結構。
幾何檢查：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
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