ansys轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模的視頻教程
基于ANSYS的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的仿真分析計(jì)算
基于ANSYS的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的仿真分析計(jì)算
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基于ANSYS轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)仿真分析計(jì)算
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ansys轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模的實(shí)例教程
模型
坎貝爾圖
瞬態(tài)分析某點(diǎn)的軌跡圖
附件包括：轉(zhuǎn)子的建模文件zhu1，及轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模態(tài)、考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動(dòng)力及瞬肪分析的命令流doc文件。
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)ansys仿真流程方法
工程中的回轉(zhuǎn)機(jī)械，如渦輪機(jī)、電機(jī)等，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速增至某個(gè)特定值時(shí)，振幅會(huì)突然加大，振動(dòng)異常激烈，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)這個(gè)特定值時(shí)，振幅又會(huì)很快減小。使轉(zhuǎn)子發(fā)生激烈振動(dòng)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(lái)避開(kāi)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(lái)計(jì)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(pán)、兩側(cè)軸承以及不平衡的質(zhì)量，如圖所示。
那么如何進(jìn)行坎貝爾圖的計(jì)算和提取呢？在ANSYS軟件中有三種方法來(lái)計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速，如下所示：
第一種為梁?jiǎn)卧椒ǎ⒁桓S線，不同的位置給定不同的半徑和質(zhì)量點(diǎn)來(lái)計(jì)算。
第二種為三維實(shí)體方法，建立完整的三維模型，模型是軸對(duì)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(diǎn)。
第三種為ANSYS workbench中新功能，概念模型，建立二維的截面模型來(lái)代替三維模型，計(jì)算量能夠顯著的減少，加快計(jì)算速度，但是結(jié)果并沒(méi)有差別。
本次流程以第三種方式來(lái)展示仿真分析的流程方法，基本操作過(guò)程三種近似相同。分析模塊是采用模態(tài)分析來(lái)進(jìn)行的。
1.模型的建立
首先要將三維模型進(jìn)行處理，將三維模型切割，提取中間的截面，如圖所示。
打開(kāi)workbench中的模態(tài)分析模塊，設(shè)置對(duì)稱選項(xiàng)，如下圖所示。默認(rèn)的模型不會(huì)出現(xiàn)對(duì)稱的設(shè)置，需要選中model狀態(tài)下插入對(duì)稱、接觸、遠(yuǎn)端點(diǎn)等選項(xiàng).
設(shè)置好之后在對(duì)稱目錄下插入General Axisymmetric，該方法是ANSYS獨(dú)有的一種簡(jiǎn)化方法，可以使用二維平面表示三維物體，簡(jiǎn)化計(jì)算量.
表示二維軸對(duì)稱的操作方式的選項(xiàng)如下圖所示，設(shè)置坐標(biāo)和對(duì)稱軸及平面數(shù)量。
展開(kāi) 轉(zhuǎn)子是各種轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械中轉(zhuǎn)動(dòng)部件的力學(xué)通稱。轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)是一門(mén)應(yīng)用性學(xué)科，它研究轉(zhuǎn)子的各種動(dòng)力學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械動(dòng)力學(xué)問(wèn)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(dòng)、平衡和穩(wěn)定性的問(wèn)題，尤其是研究接近或超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的橫向振動(dòng)問(wèn)題。轉(zhuǎn)子是渦輪機(jī)、電機(jī)等旋轉(zhuǎn)式機(jī)械中的主要旋轉(zhuǎn)部件。
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有以下5個(gè)：
臨界轉(zhuǎn)速
通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速的狀態(tài)
動(dòng)力響應(yīng)
動(dòng)平衡
轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性
常用術(shù)語(yǔ)：
陀螺效應(yīng)——重力對(duì)高速旋轉(zhuǎn)中的陀螺產(chǎn)生的對(duì)支撐點(diǎn)的力矩不會(huì)使其發(fā)生傾倒，而發(fā)生小角度的進(jìn)動(dòng)。此即陀螺效應(yīng)。一言以蔽之，就是物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力會(huì)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(guò)陀螺就會(huì)知道，陀螺在地上旋轉(zhuǎn)時(shí)軸會(huì)不斷地扭動(dòng)，這就是進(jìn)動(dòng)。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(dòng)——轉(zhuǎn)子正常的旋轉(zhuǎn)也包含了渦動(dòng)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(shí)轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是兩種運(yùn)動(dòng)的合成。一種是轉(zhuǎn)軸繞其軸線的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)就是渦動(dòng)。
臨界轉(zhuǎn)速——轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)橫向干擾，在某些轉(zhuǎn)速下還會(huì)引起系統(tǒng)強(qiáng)烈振動(dòng)，出現(xiàn)這種情況時(shí)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(shí)橫向振動(dòng)的固有頻率相同，也就是說(shuō)，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(duì)于具有有限個(gè)集中質(zhì)量的離散轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，臨界轉(zhuǎn)速的數(shù)目等于集中質(zhì)量的個(gè)數(shù)；對(duì)于質(zhì)量連續(xù)分布的彈性轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，臨界轉(zhuǎn)速有無(wú)窮多個(gè)。
展開(kāi) 多軸轉(zhuǎn)子模型
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（十）：不平衡激勵(lì)下的啟動(dòng)過(guò)程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析
轉(zhuǎn)子動(dòng)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(dòng)力學(xué)系列（八）：軸對(duì)稱實(shí)體單元Solid272/Solid273的應(yīng)用
轉(zhuǎn)子動(dòng)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(dòng)力學(xué)系列（六）：考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（五）：隨轉(zhuǎn)速變剛度和變阻尼的模擬
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（四）：不同軸承單元對(duì)比（COMBIN14和COMBI214）
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（三）：不同建模單元對(duì)比（BEAM188與SOLID186）
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（二）：不平衡響應(yīng)分析
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（一）：臨界轉(zhuǎn)速與坎貝爾圖
展開(kāi) Cyclic symmetry model
案例：Samcef轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)周期對(duì)稱性模型建模
通過(guò)本案例學(xué)習(xí)，主要掌握在samcef中對(duì)于周期對(duì)稱性的模型能夠利用簡(jiǎn)便方法快速建模分析。案例使用的完整模型為一個(gè)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的圓盤(pán)轉(zhuǎn)子，建模時(shí)只需要對(duì)其中15度的扇形區(qū)域進(jìn)行建模，然后其24倍的對(duì)稱模型就能形成完整圓盤(pán)轉(zhuǎn)子。另外，在samcef中可以完成更為復(fù)雜的對(duì)稱模型建模，稱為“multi-stage cyclic symmetry”。
通過(guò)對(duì)15度扇形區(qū)域設(shè)置材料屬性，網(wǎng)格劃分，可以得到扇形區(qū)域的有限元模型。在對(duì)零界轉(zhuǎn)速求解計(jì)算時(shí)，只需要在epilogue中輸入一定的命令行，就可以對(duì)整個(gè)圓盤(pán)轉(zhuǎn)子進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)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(jiàn)附件。操作視頻：
http://v.youku.com/v_show/id_XODk4OTY3Nzc2.html
sector.zip
展開(kāi) 
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ansys轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模的最新內(nèi)容
工程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、建模、仿真與設(shè)計(jì)：拉格朗日?qǐng)D與鍵圖方法
工程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、建模、仿真與設(shè)計(jì).epub
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英文 |EPUB（真實(shí)）|2021年 |217頁(yè) |ISBN ：無(wú) |20.4 MB
本書(shū)介紹了有效的系統(tǒng)建模方法，包括拉格朗日?qǐng)D和鍵圖，以及相關(guān)工程軟件工具20-sim的應(yīng)用。內(nèi)容面向工程學(xué)生和該領(lǐng)域的專業(yè)人士，支持他們理解和應(yīng)用這些建模
工程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、建模、仿真與設(shè)計(jì)：拉格朗日?qǐng)D與鍵圖方法
工程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、建模、仿真與設(shè)計(jì).epub
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英文 |EPUB（真實(shí)）|2021年 |217頁(yè) |ISBN ：無(wú) |20.4 MB
本書(shū)介紹了有效的系統(tǒng)建模方法，包括拉格朗日?qǐng)D和鍵圖，以及相關(guān)工程軟件工具20-sim的應(yīng)用。內(nèi)容面向工程學(xué)生和該領(lǐng)域的專業(yè)人士，支持他們理解和應(yīng)用這些建模
ansys apdl 動(dòng)力學(xué)分析案例1個(gè)月前
凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)分析（附帶完整建模、計(jì)算、前后處理腳本命令）。
一 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析（凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)）
一對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件位移s隨時(shí)間的變化，模型示意圖如圖所示。
1.選擇單元和材料屬性：
/clear,start
!清除內(nèi)容并從新開(kāi)始
/prep7
!進(jìn)入前處理
!==
汽水易拉罐壓碎仿真模擬
模型建立過(guò)程講解
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)電路板的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)電路板跌落非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動(dòng)力學(xué)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
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)混凝土的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)混凝土碰撞非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動(dòng)力學(xué)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
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)易拉罐的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)易拉罐壓縮非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)易拉罐壓縮顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)易拉罐壓縮顯示動(dòng)力學(xué)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
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)彎管成型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)彎管成型非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)彎管成型顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)彎管成型顯示動(dòng)力學(xué)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
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)小塊移動(dòng)的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)小塊移動(dòng)非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)小塊移動(dòng)熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了
