ansys齒輪轉(zhuǎn)子動力學
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys齒輪轉(zhuǎn)子動力學的視頻教程
ansys齒輪轉(zhuǎn)子動力學的實例教程
轉(zhuǎn)子動力學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 本人專攻齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等，歡迎相關(guān)研究方向的人員來交流。
模型
坎貝爾圖
瞬態(tài)分析某點的軌跡圖
附件包括：轉(zhuǎn)子的建模文件zhu1，及轉(zhuǎn)子動力學模態(tài)、考慮預應力的轉(zhuǎn)子動力及瞬肪分析的命令流doc文件。
轉(zhuǎn)子是各種轉(zhuǎn)動機械中轉(zhuǎn)動部件的力學通稱。轉(zhuǎn)子動力學是一門應用性學科，它研究轉(zhuǎn)子的各種動力學特性和動力學現(xiàn)象，是轉(zhuǎn)動機械動力學問題的核心內(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、平衡和穩(wěn)定性的問題，尤其是研究接近或超過臨界轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的橫向振動問題。轉(zhuǎn)子是渦輪機、電機等旋轉(zhuǎn)式機械中的主要旋轉(zhuǎn)部件。
轉(zhuǎn)子動力學的研究內(nèi)容主要有以下5個：
臨界轉(zhuǎn)速
通過臨界轉(zhuǎn)速的狀態(tài)
動力響應
動平衡
轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性
常用術(shù)語：
陀螺效應——重力對高速旋轉(zhuǎn)中的陀螺產(chǎn)生的對支撐點的力矩不會使其發(fā)生傾倒，而發(fā)生小角度的進動。此即陀螺效應。一言以蔽之，就是物體轉(zhuǎn)動時的離心力會使自身保持平衡，重力的作用與離心力相比已變得不值一提了。大家如果玩過陀螺就會知道，陀螺在地上旋轉(zhuǎn)時軸會不斷地扭動，這就是進動。 簡單來說，陀螺效應就是旋轉(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——轉(zhuǎn)子正常的旋轉(zhuǎn)也包含了渦動的概念。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)，此時轉(zhuǎn)軸的運動實際上是兩種運動的合成。一種是轉(zhuǎn)軸繞其軸線的定軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度就是旋轉(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)運動就是渦動。
臨界轉(zhuǎn)速——轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子各微段的質(zhì)心不可能嚴格處于回轉(zhuǎn)軸上，因此，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，會出現(xiàn)橫向干擾，在某些轉(zhuǎn)速下還會引起系統(tǒng)強烈振動，出現(xiàn)這種情況時的轉(zhuǎn)速就是臨界轉(zhuǎn)速。臨界轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)時橫向振動的固有頻率相同，也就是說，臨界轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的彈性和質(zhì)量分布等因素有關(guān)。對于具有有限個集中質(zhì)量的離散轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，臨界轉(zhuǎn)速的數(shù)目等于集中質(zhì)量的個數(shù)；對于質(zhì)量連續(xù)分布的彈性轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，臨界轉(zhuǎn)速有無窮多個。
展開 多軸轉(zhuǎn)子模型
轉(zhuǎn)子動力學系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動力學分析
轉(zhuǎn)子動力學系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子動力學系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應用
轉(zhuǎn)子動力學系列（七）：帶支承結(jié)構(gòu)的復雜轉(zhuǎn)子分析
轉(zhuǎn)子動力學系列（六）：考慮預應力的轉(zhuǎn)子動力學分析
轉(zhuǎn)子動力學系列（五）：隨轉(zhuǎn)速變剛度和變阻尼的模擬
轉(zhuǎn)子動力學系列（四）：不同軸承單元對比（COMBIN14和COMBI214）
轉(zhuǎn)子動力學系列（三）：不同建模單元對比（BEAM188與SOLID186）
轉(zhuǎn)子動力學系列（二）：不平衡響應分析
轉(zhuǎn)子動力學系列（一）：臨界轉(zhuǎn)速與坎貝爾圖
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ansys齒輪轉(zhuǎn)子動力學的最新內(nèi)容
凸輪從動件運動分析（附帶完整建模、計算、前后處理腳本命令）。
一 瞬態(tài)動力學分析（凸輪從動件運動）
一對心直動尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)，從動件位移s隨時間的變化，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)容并從新開始
/prep7
!進入前處理
!==
汽水易拉罐壓碎仿真模擬
<p>今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。</p><p>本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。<span style="color: rgb(25, 27, 31);">如圖所示。</span></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><
今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導入模型如圖所示。
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、學習電路板的三維模型處理
2、學習電路板跌落非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習電路板跌落顯示動力學分析步的建立
4、學習電路板跌落顯示動力學分析的載荷施加
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、學習混凝土的三維模型處理
2、學習混凝土碰撞非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習混凝土碰撞顯示動力學分析步的建立
4、學習混凝土碰撞顯示動力學分析的載荷施加
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、學習易拉罐的三維模型處理
2、學習易拉罐壓縮非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習易拉罐壓縮顯示動力學分析步的建立
4、學習易拉罐壓縮顯示動力學分析的載荷施加
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、學習彎管成型的三維模型處理
2、學習彎管成型非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習彎管成型顯示動力學分析步的建立
4、學習彎管成型顯示動力學分析的載荷施加
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、學習小塊移動的三維模型處理
2、學習小塊移動非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習非線性熱結(jié)構(gòu)耦合動力學分析步的建立
4、學習小塊移動熱結(jié)構(gòu)耦合動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了
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、學習小塊移動的三維模型處理
2、學習小塊移動非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習非線性瞬態(tài)動力學分析步的建立
4、學習小塊移動瞬態(tài)動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
