ansys轉子離心力案例的案例
ABAQUS：風機應力場（考慮流固耦合+離心力）分析案例講解
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案例14-基于Nelson-Vaugh轉子代表模型的軸組件轉子動力學
案例14-基于Nelson-Vaugh轉子代表模型的軸組件轉子動力學
轉子動力學在確定臨界速度和最終設計能夠承受極端振動的轉動結構中扮演重要的地位。本案例演示了使用Nelson-Vaugh轉子模型的轉子動力學分析應用。
使用3D實體模型的2D軸對稱代表模型來做轉子動力學分析。2D軸對稱模型的分析結果與全3D模型的結果進行對比。
主要演示了下列概念和技術：
? 3D幾何體的軸諧網格
? 圓盤和軸承建模
? 旋轉結構中的陀螺效應及模態分析
? 坎貝爾表分析
? 臨界速度的確定
? 非平衡響應分析
? 軌道繪制
? 2D軸對稱模型的性能好處
介紹
旋轉機械（如蒸汽或燃氣輪機、渦輪發電機、內燃機、電機和磁盤驅動器）會產生慣性效應，可以對其進行分析，以改進設計并降低故障的可能性。旋轉設備設計的當前趨勢聚焦在提高速度，這增加了由振動引起的操作問題。在較高轉速下，旋轉部件的慣性效應必須一致地表示出來，以準確預測轉子行為。
旋轉結構中的慣性效應通常是由振動轉子旋轉時的精確運動引入的陀螺力矩引起的。隨著旋轉速度的增加，作用在轉子上的陀螺力矩變得至關重要。在設計層面不考慮的慣性效應可能導致軸承和支撐結構損壞。為了理解振動轉子的穩定性，考慮軸承剛度、支撐結構柔性和阻尼特性也很重要。
在接下來的章節中，將詳細介紹旋轉結構的建模細節和分析過程。通常情況下，從CAD獲得的3-D模型可直接用于分析；然而，3-D模型會產生大量的節點和元素模型。該示例演示了如何從三維模型中提取平面二維模型，該模型可以使用更少的節點和元素進行分析。比較了二維和三維模型分析的易用性、準確性和性能。
模型描述
該問題的模型是Nelson Vaugh轉子的三維幾何模型，如下圖所示。
展開 ansysy離心力的算例
求助高手做個離心力的算例。最簡單的就行，模型為一實心鐵質圓柱，轉速3000轉/分。
轉子動力學ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉子動力學 臨界轉速 軸承
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ANSYS Workbench 轉子動力學：單盤轉子臨界轉速
通常，離心壓縮機軸的額定工作轉速n或者低于轉子的一階臨界轉速，n1，或者介于一階臨界轉速n1與二階臨界轉速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——就是監測點的振動幅值作為轉速和頻率的函數，將整個轉速范圍內轉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速，縱坐標表示頻率，其中強迫振動部分，即與轉速有關的頻率成分，呈現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作用位置上產生接觸單元,作用點上產生一個控制功能的節點,遠端位移通過約束節點,然后將約束的具體數值分配給作用位置上。
下面通過案例來一起學習一下ANSYS求解單盤轉子臨界轉速。
展開 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
展開 案例55-帶圓盤轉子風機葉片的反求分析
參考溫度保持在22°C，溫度載荷施加在葉片（BF）上：
在旋轉頻率為534.76 Hz的EO=2發動機階次激勵下，產生了非穩態流動壓力（從ANSYS CFX導入）。然后通過映射處理器（/MAP）將壓力數據映射到機械APDL中的結構轉子風扇葉片模型。
分析和求解控制
執行以下兩種求解：
• 解1（逆解分析）：對模型的熱幾何結構進行使用逆解（INVOPT，ON）的非線性靜態分析，以獲得冷幾何結構（用于制造）和熱幾何結構的應力/應變結果。
• 解2（正向求解分析）：將該分析結果作為證明反向求解分析正確性的參考。再次求解從解1獲得的冷幾何體，但使用傳統的正向求解分析來獲得具有應力/應變結果的熱幾何體。
逆解分析后再進行正解分析，或反之亦然，稱為回路測試，因為它應始終使用相同的解生成相同的幾何圖形。
結果和討論
為了便于比較兩種分析的結果，在冷（解或參考）幾何圖形上繪制逆解分析結果。應力和應變的結果實際上是熱（輸入）幾何結構的結果。
解1（逆解分析）和解2（正解分析）的結果非常吻合，表明逆解給出了轉子風扇模型的正確冷幾何結構：
等效應力和等效總應變圖的解1和解2的比較表明，結果符合：
下圖顯示了解1和解2在X方向上的熱應變的比較：
在下圖中，解1和解2在轉子風扇葉片模型的熱幾何結構上的差異非常小，表明所獲得的冷幾何結構可以被認為是正確的：
建議
執行反解分析時，考慮以下事項：
• 如果觀察到環路測試結果存在顯著差異，請嘗試使用更嚴格的收斂標準和相等數量的子步來獲得匹配結果。
• 如果在反解分析過程中應用位移型荷載，則應使用反符號。
展開 案例：Samcef轉子動力學周期對稱性模型建模
Cyclic symmetry model
案例：Samcef轉子動力學周期對稱性模型建模
通過本案例學習，主要掌握在samcef中對于周期對稱性的模型能夠利用簡便方法快速建模分析。案例使用的完整模型為一個關于旋轉軸對稱的圓盤轉子，建模時只需要對其中15度的扇形區域進行建模，然后其24倍的對稱模型就能形成完整圓盤轉子。另外，在samcef中可以完成更為復雜的對稱模型建模，稱為“multi-stage cyclic symmetry”。
通過對15度扇形區域設置材料屬性，網格劃分，可以得到扇形區域的有限元模型。在對零界轉速求解計算時，只需要在epilogue中輸入一定的命令行，就可以對整個圓盤轉子進行臨界轉速分析。如下圖，“We can see that the solver detected 69216 degrees offreedom. As we remember the real 3D structure is made of 24 times thiselementary sector, this means that we are calculating here in a few seconds (53on our computer) a structure corresponding to around 700000 degrees of freedom!!”
具體操作文檔見附件。操作視頻：
http://v.youku.com/v_show/id_XODk4OTY3Nzc2.html
sector.zip
展開 [案例分析]STARCCM+入門系列之——直升機轉子與機身的相互作用
1 問題描述
直升機的旋轉主轉子葉片產生復雜流場，對機身產生周期性氣動負載。這些氣動負載會使客艙受到噪聲和振動的影響。這些氣動交互作用影響直升機的性能，并可能導致結構損壞。STAR-CCM+ 提供模擬轉子葉片生成氣流的方法，并且不需要單獨對葉片進行網格化。利用此方法，可以預測直升機周圍的復雜流場，并將機身與轉子流場的交互作用考慮在內。
本案例使用 STAR-CCM+ 的虛擬風洞模擬普通直升機機身的飛行。機身使用 ROBIN（轉子機身交互作用）配置。下列表總結了此案例使用的工作條件：
? 旋轉速率： Ω = 2000 rpm
? 進程比： μ = 0.151
? 轉子推力系數： CT/σ= T/ρ∞Aν2Tipσ=0.0403
? 轉子軸角（俯仰角）： αS= ? 3°
? 總俯仰角：θ = 7.7°
? 橫向循環俯仰角： A1= ? 1.8°
? 縱向循環俯仰角： B1= 2.3°
其中σ = 0.098 是轉子實度，ρ∞ = 1.176kg/m3是自由流密度，T 是轉子推力， A =πR2 是轉子盤面積，R = 0.860552m 與 νTip = Ωπ/30 ?R 是旋轉產生的葉端速度。要為直升機飛行建模，應將 ROBIN 體置于虛擬風洞內。此案例應用虛擬盤模型的葉片單元法來模擬轉子對直升機機身的作用效果。葉片單元法的優勢是，不需要使用精細網格詳細求解轉子葉片幾何。
2 STAR-CCM+設置
（1）場函數定義工作條件；多個變量定義應用于虛擬風洞內直升機的工作條件。將這些變量定義為場函數，便于為進一步分析更改工作條件。
在此案例中，工作條件通過以下參數定義：
? 進程比
進程比確定直升機的前進速度。此參數用于計算流入邊界的入口速度。
展開 大家幫忙看一下這個轉子試驗臺的現象(轉貼 案例討論）
[原創]大家幫忙看一下這個轉子試驗臺的現象
本來在其他版發過帖，但好象發在這更適合一點
本人做轉子動力學試驗時發現了一些現象。使用軟件處理時發現其他機構也得到過類似現象，見附圖。
圖中是一個單盤轉子升速然后減速的過程的瀑布圖，除了不平衡響應的峰值外，還有大約是2倍諧波和1/2諧波的峰值存在。
本人不知道2倍諧波和1/2諧波的峰值出現的原因，不知道論壇中有沒有人可以解釋一下。
這個試驗的瀑布圖我覺得做得很清楚，現象重復性很高，可以拿來與大家分享與討論。
圖片附件: 200661514314235102.jpg (2006-7-8 09:07, 88.56 K)
我的試驗器就是一個單盤雙支承的系統，盤在兩個支承中間（并不是中點），支承是球軸承+鼠籠彈性支承+擠壓油膜阻尼器的組合，軸承剛性比鼠籠彈支大1～2個數量級，所以整個系統可以簡化為下圖。但是貼出的瀑布圖是別人的結果，他的結構不知，但結果和我的基本一樣。
圖片附件: 200661517174292202.jpg (2006-7-8 09:07, 5.33 K)
展開 案例分享 | 如何提升飛機發動機-轉子動力學分析效率？
PT-6發動機，3D CAD模型，
MSC Nastran中的轉子有限元模型和發動機殼體模型
在該項目（參考文獻2）中，普惠公司和MSC軟件公司的工程師組成的項目團隊對一個真實飛機發動機模型進行分析，這個模型由高精度三維實體/殼單元組成。這是簡化的PT6發動機模型，主要用于有限元分析方法的驗證和確認（圖3）。轉子通過B1*，B2*和B3*處的軸承連接到發動機殼體上，還包括兩組位于T1和T2處的渦輪。在此次模型中，給定了上述三個軸承的線性剛度和粘性阻尼系數。模型中并未對渦輪葉片進行詳細建模，而是將其按照質量點進行處理。雖然轉子模型本身是對稱的，但發動機殼體的接地位置C1和C2卻不是對稱的。采用MSC Nastran的模態法頻率響應分析對發動機裝配體的動力學特性進行了求解。項目的最終目標是在保證高精度計算結果的前提下，縮短仿真分析實際消耗的時間并提高效率。轉子和定子組件均進行了減縮，減縮表達的誤差通過在CMS方法中指定模態階數進行控制。
圖4. PT-6 發動機在MSC Nastran中產生彎曲運動
在該項目中，轉子和轉子支撐既分別作為單獨組件進行了建模和分析，還作為整個發動機系統進行建模和分析，以進行結果驗證。確保轉子模型和轉子支撐模型中的軸承節點對B1R-B1C，B2R-B2C和B3R-B3C重合。通過實特征值分析將完整發動機模型縮減為若干階實模態。然后將這些模態用于后續的轉子動力學分析，包括阻尼和偏斜對稱的轉子速度相關項。分別對轉子和殼體模型的外部超單元進行了分析，并將其減縮到其物理邊界點上，簡化為若干階模態。進而對轉子和殼體模型的外部超單元進行了組裝和分析。在所有的分析工況條件下下，誤差均小于預期（外部超單元分析的基準誤差約為0.1％）。這種方法既可以更好地了解各個組件的特性，也可以了解整個轉子動力學系統的耦合效應。
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SAMCEF 轉子動力學仿真案例（一維二維三維）
轉子動力學分析是判斷航空發動機運行穩定性和可靠性的重要依據，也是提高系統效率、延長使用壽命、實現系統優化設計的技術和理論基礎。SAMCEF FOR ROTOR是專業的轉子動力學分析軟件，在航空發動機設計分析領域有著廣泛應用，是世界范圍內著名的商用轉子動力學軟件，包含多種轉子模型的定義。
1.一維模型梁—剛性盤—彈簧模型
轉子采用梁單元模擬，軸承采用彈簧單元模擬，輪盤采用集中質量單元模擬。這種模型計算速度快，適用于有大量設計參數需要進行調整的初步分析。
2. 二維模型傅里葉多諧波軸對稱模型
轉子采用2D 傅里葉多諧波單元模擬，可準確描述結構的軸向變形、扭轉變形和彎曲變形。這種模型適合對轉子結構創建更精細的計算分析模型及葉片數量較大的轉子模型。
3. 三維模型（多級）循環對稱模型或3D 模型
轉子采用3D 有限元實體單元模擬，可以更詳細、更精確的描述發動機的幾何特性。適用于結構彎扭振動耦合作用明顯時或者葉輪、風扇等較復雜的幾何模型。
這里有SAMCEF轉子動力學建模實例，包括1維/2維/3維模型，
SAMTECH 公司是世界著名的有限元軟件S A M C E F 的開發商及供應商，成立于1986年，專注于機械系統仿真、數值分析和多學科優化等領域。30年來，SAMTECH憑借強大的技術實力、專業的技術團隊及完善的服務體系贏得了全球眾多用戶的青睞。轉子動力學分析是判斷航空發動機運行穩定性和可靠性的重要依據，也是提高系統效率、延長使用壽命、實現系統優化設計的技術和理論基礎。SAMCEF FOR ROTOR是專業的轉子動力學分析軟件，在航空發動機設計分析領域有著廣泛應用，是世界范圍內著名的商用轉子動力學軟件，包含多種轉子模型的定義。
1.一維模型梁—剛性盤—彈簧模型
轉子采用梁單元模擬，軸承采用彈簧單元模擬，輪盤采用集中質量單元模擬。
展開 轉子泵助力某污水處理廠升級改造案例分享
一、轉子泵的工作原理及優勢
1、工作原理
轉子泵是一種容積式泵，通過兩個同步轉動的凸輪轉子在泵殼內相互嚙合和分離，實現液體的吸入和排出。在轉子轉動過程中，當轉子的齒槽脫離嚙合時，泵腔容積逐漸增大，形成負壓，液體在大氣壓的作用下被吸入泵腔；隨著轉子的繼續轉動，液體被帶到排出側，當轉子的齒槽重新嚙合時，泵腔容積逐漸減小，液體被擠壓排出泵腔。這種工作原理使得轉子泵在輸送液體時具有穩定的流量和較高的壓力，尤其適用于輸送高粘度、含有固體顆粒或纖維的介質。
2、產品優勢
高效節能：國泰轉子泵獨特的凸輪轉子設計，使得容積效率高，能耗低，相比傳統泵可節能 20% 以上。在某市污水處理廠的運行中，大大降低了能源消耗，節省了運營成本。
運行穩定：該泵具有噪音低、維護方便的特點。其穩定的運行性能有效降低了用戶的運營成本，減少了因設備故障導致的停產時間。在污水處理廠這樣需要連續運行的場所，穩定的設備運行至關重要。
耐腐蝕性強：過流部件采用優質不銹鋼材料，具有優異的耐腐蝕性能，能夠適應污水處理過程中各種復雜工況。污水中含有多種化學物質，對設備的腐蝕性較強，而轉子泵的耐腐蝕特性確保了其長期穩定運行。
自吸能力強：自吸高度可達 8.5 米，無需灌泵即可啟動，方便快捷。在污水處理廠的實際應用中，能夠輕松應對不同的安裝位置和工況，減少了輔助設備的投入和運行成本。
二、項目實施
1、設備選型與安裝
根據污水處理廠的具體需求和工況條件，我公司為其精心選型，確定了合適型號和規格的轉子泵。
展開 轉子動力學分析 ansys 命令流 ￥15
這類問題在力學中屬于轉子動力學，ANSYS為之提供了專門的支持。
頻率
附件為帶彈簧的轉子動力學命令流。
ANSYS中的轉子動力學計算
最近看到安世亞太的雷先華寫的一篇文章,介紹了ANSYS轉子動力學的計算功能.較有啟發性.
轉子動力學是固體力學的一個重要分支，已主要研究旋轉機械的「轉子一支承」，系統在旋轉狀態下的振動、平衡和穩定性問題，其主要研究內容有兒個方面 :臨界轉速、動力響應、穩定性、動平衡技術和支承設計。在旋轉機械研究設計中，轉子動力學的性能分析是極其重要的一個方面。
傳統的轉子動力學分析采用傳遞矩陣方法進行，由于將大量的結構信急簡化為極為簡單的集中質量一梁模型，不能確保模型的完整性和分析的準確度；而有限元在處理轉子動力學問題時，可以很好地兼顧模型的完整性和計算的效率，但多年來轉子的「陀螺效應」一直是制約轉子動力學有限元分析的「瓶頸」問題。ANSYS很好地解決了動力特性分析中「陀螺效應」影響的問題，而且陀螺效應的考慮不受計算模型上的限制，使得轉子動力學有限元分析變得簡單高效。
本文對ANSYS的轉子動力學計算功能進行簡要介紹。
ANSYS中的轉子動力學計算.pdf
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