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轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速 ¥49
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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1 問題描述
如下圖所示的轉子和支承結構,材料的彈性模量為200GPa,密度為7800kg/m3,泊松系數為0.3,支承結構與轉子之間為軸承支撐,垂直面上兩個方向的支撐剛度分別為8E6N/m和3E6N/m,暫不考慮阻尼的影響。求該轉子系統的渦動頻率、振型、臨界轉速。
轉子系統有限元模型
2 結果分析
對于該復雜的轉子結構,采用SOLID186單元來模擬,支承結構與轉子之間在徑向采用COMBI214來模擬軸承、在軸向采用COMBIN14來約束軸向的位移。由于考慮了支承結構,振動模態較單純的轉子結構豐富,如支承結構本身的振動模態、支承與轉子結構同時振動的模態等,也會出現較多與轉速無關的振動模態。與渦動無關的振動,在坎貝爾圖上會出現某些無“FW”或“BW”標志的頻率曲線。
不考慮支承結構的結果如下:
有支承結構的結果如下:
有支承結果的振型模態更豐富:
3 分析過程
首先把轉子結構的體選擇上,用Named Selections命名為rotor。
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具體命令流如下:
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3模型建立
分析項目圖如下所示:
在Engineering Data設置好材料屬性,導入面體模型,設置其厚度為0.001mm;點擊第一個Surface Body右鍵插入command,輸入“mat1 = matid”,同理第二個、第三Surface Body分別輸入“mat2 = matid”,“mat3 = matid”
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轉子動力學系列(一):臨界轉速與坎貝爾圖
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轉子動力學為固體力學的分支。 主要研究轉子-支承系統在旋轉狀態下的振動、平衡和穩定性問題,尤其是研究接近或超過臨界轉速運轉狀態下轉子的橫向振動問題。轉子是渦輪機、電機等旋轉式機械中的主要旋轉部件。
運動方程為:
轉子動力學系列(八):軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用
1.例子
如圖剛性支撐單圓盤轉子,圓盤質量m=20kg,半徑R=120mm,轉軸的跨度l=750mm,直徑d=30mm。圓盤到左支點的距離a=l/3=250mm。求該轉子臨界轉速及振型。(摘自《轉子動力學》鐘一諤 1987年 P14頁 )
剛性支撐單圓盤轉子
2.理論解
僅考慮軸的彎曲不計軸的質量,加上回轉效應時的頻率方程為
通過上述渦動頻率可繪制出坎貝爾圖,圖中的曲線與直線的交點為該轉子的一倍頻臨界轉速,共有三個,故該剛性支撐單圓盤轉子前三階固有頻率為:
2265.09 rpm
2333.85 rpm
8069.16 rpm
3.ANSYS APDL 分析
圓盤采用MASS21單元模擬,轉軸采用BEAM188單元模擬,軸的兩端為簡支約束。其有限元模型如下圖所示,求解可得到各階渦動頻率:
使用plorb命令輸出各階振型軌跡:
使用plcamp命令得到坎貝爾圖:
如上圖得到前三階臨界轉速為:
2263.8rpm
2333.0rpm
8078.1rpm
4.ANSYS Workbench分析
圓盤通過Point Mass模擬,轉軸在DM里面通過直線繪制賦予截面的方式模擬,軸的兩端為簡支約束。
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N/m
r,2,%k11%,%k22%,%k12%,%k21%,2e3,5e3
rmore,-4e3,3e3
4 Workbench模擬過程
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** 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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(十):不平衡激勵下的啟動過程瞬態轉子動力學分析</a></p><p><br></p><p><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1829037" rel="noopener noreferrer" target="_blank">轉子動力學系列(九):基于ANSYS Workbench的多軸轉子臨界轉速</a></p><p><br></p><p><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1275723" rel="noopener noreferrer" target="_blank">轉子動力學系列(八):軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用</a></p><p><a href="http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1200030" rel="noopener noreferrer" target="_blank">轉子動力學系列(七):帶支承結構的復雜轉子分析</a></p><p><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1199789" rel="noopener noreferrer" target="_blank">轉子動力學系列(六):考慮預應力的轉子動力學分析</a></p><p><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1198170" rel="noopener noreferrer" target="_blank">轉子動力學系列(五):隨轉速變剛度和變阻尼的模擬</a></p><p><a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1197734
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