ansys轉(zhuǎn)子實例
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys轉(zhuǎn)子實例的視頻教程
ANSYS-WorkBench教程 雙盤轉(zhuǎn)子初步參數(shù)化設(shè)計
講解最基礎(chǔ)參數(shù)化設(shè)計的操作，對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的參數(shù)選擇與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高參考
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ansys轉(zhuǎn)子實例的實例教程
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)置坐標和對稱軸及平面數(shù)量。
展開 1摘要：
采用三維軟件對航空發(fā)動機風(fēng)扇轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行實體建模，模型導(dǎo)入 ANSYS Workbench 中進行有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析。提取了前6階固有頻率及模態(tài)振型進行了分析和處理，發(fā)現(xiàn)了模態(tài)振型的順序和規(guī)律；研究了與之相對應(yīng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的坎貝爾圖，結(jié)合發(fā)動機的工作轉(zhuǎn)速和振動安全裕度，比較風(fēng)扇轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速，進行共振風(fēng)險分析。
2引言：
隨著航空發(fā)動機涵道比和推重比的不斷加強，風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的質(zhì)量在整個發(fā)動機中所占比例也越來越大。任何的質(zhì)量不均勻和葉片失效事件都會造成風(fēng)扇轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一旦產(chǎn)生重大的結(jié)構(gòu)載荷和振動，將嚴重影響航空發(fā)動機的安全性和可靠性。在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，臨界轉(zhuǎn)速應(yīng)當偏離工作轉(zhuǎn)速，盡量避免轉(zhuǎn)子在受到某種激勵之后產(chǎn)生的共振給轉(zhuǎn)子帶來的嚴重損壞。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的各階固有頻率和振型是承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要參數(shù)。模態(tài)分析可以預(yù)估這些參數(shù)，得到的計算仿真數(shù)據(jù)可以為風(fēng)扇轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動安全裕度的計算提供理論依據(jù)。
本文基于工業(yè)上廣泛使用的制圖軟件 SolidWorks對航空發(fā)動機風(fēng)扇轉(zhuǎn)子系統(tǒng)（包含一個輪 盤和一個主軸的裝配體）進行三維實體建模，并導(dǎo)入ANSYS Workbench中進行有預(yù)應(yīng)力（即離心預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、陀螺力矩效應(yīng)以及旋轉(zhuǎn)軟化效應(yīng)）的模態(tài)分析，得到其固有頻率和振型，其結(jié)果可為轉(zhuǎn)子的動態(tài)設(shè)計提供參考，對改善轉(zhuǎn)子的動態(tài)特性具有重要意義。
3案例描述：
現(xiàn)有一款航空發(fā)動機風(fēng)扇轉(zhuǎn)子在一系列的轉(zhuǎn)速條件下運行，請在這些轉(zhuǎn)速工況下進行模態(tài)分析，求解每一種工況下的前6階模態(tài)振型和固有頻率，并且輸出坎貝爾圖得到轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。
4模型：
幾何模型如下圖所示，軸向有較多的圓角和倒角過渡，為達到較高的網(wǎng)格質(zhì)量故采用切分處理（不同顏色代表不同零件）。
圖1 模型
圖2 模型正視圖
網(wǎng)格模型如下圖。
展開 通常，離心壓縮機軸的額定工作轉(zhuǎn)速n或者低于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，n1，或者介于一階臨界轉(zhuǎn)速n1與二階臨界轉(zhuǎn)速n2之間。前者稱作剛性軸，后者稱作柔性軸。
剛性軸要求： n ≤ 0.7n1;柔性軸要求： 1.3nl≤n≤0.7n2.
坎貝爾圖——就是監(jiān)測點的振動幅值作為轉(zhuǎn)速和頻率的函數(shù)，將整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子振動的全部分量的變化特征表示出來，在坎貝爾圖中橫坐標表示轉(zhuǎn)速，縱坐標表示頻率，其中強迫振動部分，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)的頻率成分，呈現(xiàn)在以原點引出的射線上，振幅用圓圈來表示，圓圈直徑的大小表示信號幅值的大小，而自由振動部分則呈現(xiàn)在固定的頻率線上。
遠端位移——Remote displacement 可以進行位移和角度旋轉(zhuǎn)的同時加載；Remote displacement的作用原理為使用MPC接觸對進行控制,即在remote displacement作用位置上產(chǎn)生接觸單元,作用點上產(chǎn)生一個控制功能的節(jié)點,遠端位移通過約束節(jié)點,然后將約束的具體數(shù)值分配給作用位置上。
下面通過案例來一起學(xué)習(xí)一下ANSYS求解單盤轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速。
展開 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
展開 SAMCEF有限元_轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析實例.doc
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ansys轉(zhuǎn)子實例的最新內(nèi)容
說明
本文介紹了HUD設(shè)計實例。
實例說明
規(guī)格如下：
顯示器尺寸：24*8mm
眼盒尺寸：100*40mm
放大倍率：5 （虛像尺寸 120*40mm）
虛像距離：1.8m
最終光學(xué)系統(tǒng)的整體布局如下圖所示。
從HUD發(fā)出的光被擋風(fēng)玻璃反射并到達司機的眼睛。
司機看到擋風(fēng)玻璃后的虛像。
下圖是HUD局部放大圖
AnsysWB-基于過盈配合的BWM_i3電機轉(zhuǎn)子應(yīng)力仿真
1.模型包含電機轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸
2.轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸施加過盈接觸配合
3.轉(zhuǎn)軸施加峰值扭矩250Nm的載荷
4.評估轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力和變形情況
5.參考時請考慮仿真模型與實際模型存在的偏差
<p><strong>1、實例簡介</strong></p><p> 本實例對排氣歧管內(nèi)的流場和溫度場進行模擬。模型尺寸如下:</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202601/imgs/bc4ce603b3394cdd9f3974f7a94be2cf.png
<p>1、實例簡介</p><p> 本實例對冷熱水混合彎頭內(nèi)的流場和溫度場進行模擬。模型尺寸如下:</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202512/imgs/0aa5148ef30a4a268c8e6ea2fe86af61.png" height="489" width="530"></p><p>(1)主要參數(shù)
<p>有限元分析中的材料性能單位</p><p>鄒正剛編著：ansys疑難問題實例詳解</p>
這篇文章我們介紹幾個比較復(fù)雜的案例。下面三個案例在文章末尾都提供了case和dat文件。
1. 案例4：入口物理量=出口物理量
1.1 說明
將出口outlet
1
背景介紹
電子產(chǎn)品多都具備有保護裝置，即當設(shè)定的溫度超載時，有些系統(tǒng)會自動關(guān)閉(關(guān)機)，有的系統(tǒng)會自動調(diào)整芯片(或熱源)的載荷，以降低芯片(或熱源)熱耗；有的系統(tǒng)會根據(jù)溫度監(jiān)控來自動調(diào)整風(fēng)機轉(zhuǎn)速，俗稱Fan Table
不平衡響應(yīng)分析在轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性分析中非常重要，它提供給我們兩個信息，一個是峰值轉(zhuǎn)速的大小，也稱作臨界轉(zhuǎn)速，另一個信息是過臨界時轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)響應(yīng)。
對于基于一維梁單元的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)，在ANSYS WORKBENCH中一般是使用Harmonic Response模塊進行的。不平衡量是通過施加Rotating Force來實現(xiàn)的。當選擇打開科氏效應(yīng)（coriolic effect)時，
除了一些轉(zhuǎn)子動力學(xué)專業(yè)軟件（比如SAMCEF ROTOR,DYROBES,MADYN2000等）以外，大型綜合軟件比如MSC NASTRAN、ANSYS也可以用于轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性計算，常見的臨界轉(zhuǎn)速、不平衡響應(yīng)、扭振頻率以及穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性計算均可計算。
ANSYS經(jīng)典版本可滿足臨界轉(zhuǎn)速、不平衡響應(yīng)、扭振頻率以及穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性計算。一般使用一維模型計算，比如轉(zhuǎn)子使用BEAM188梁單元，軸承使用combi214
