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關注創建者:Mr.TTT 創建時間:2018-06-21
轉子的視頻教程
基于ABAQUS 之轉子軸承模擬及轉子振動仿真
采用單盤轉子作為仿真模型,在不畫出軸承結構的前提下,對支承軸承進行有效模擬,并進行轉子振動仿真。 手把手教會學員如何在ABAQUS中游刃有余地模擬軸承作用。
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轉子旋轉的周期性模型-水冷電機散熱仿真
本課程集中講解了水冷電機具備旋轉周期性時,取1/8模型并設置周期邊界及周期重復條件,同時考慮轉子旋轉情況下的散熱,涉及多種建模、設置技巧,非常實用。
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轉子的實例教程
多軸轉子分析與獨立轉子分析基本相同,需要注意的是提前將各轉子的轉動部件用Named selections定義好。 在不同的載荷步,多軸轉子的轉速比可以改變,但轉速隨載荷步為升序。
1. 問題描述
如下圖所示的多軸轉子,轉子1和轉子2位于XZ平面,轉子3與前者不在一個平面中。各轉軸長度和軸徑以及圓盤厚度和半徑等見圖b、圖c,約束與連接如圖a所示。各轉子間的轉速比為1:3:2,各軸承剛度K11均為1E9N/m,K22均為2E9N/m。對此轉子系統進行模態分析和臨界轉速計算。(注:本例引用《ANSYS結構動力分析與應用》P291的6.4.4小節)
多軸轉子的構造
2. 結果分析
在WB中,采用Beam188單元模擬得到前4階振型如下:
多軸轉子的一階振型
多軸轉子的二階振型
多軸轉子的三階振型
多軸轉子的四階振型
當前版本的WB(19.2版本)并不提供多軸轉子的坎貝爾圖生成,可以通過插入命令流或者把模擬結果導入APDL里面查看各個轉子的坎貝爾圖,由于多個轉子之間相互耦合作用,會出現較多與轉速無關的振動模態,讀者亦可手動提取關心的轉速數據繪制坎貝爾圖 。
得到各轉子的坎貝爾圖如下,同時可以得到各轉子的臨界轉速。
轉子1的坎貝爾圖
轉子2的坎貝爾圖
轉子3的坎貝爾圖
同時可以提取各階振型的軸心軌跡。
多軸轉子軸心軌跡1
多軸轉子軸心軌跡2
3. 分析過程
根據所給的尺寸建立多軸轉子線體模型,轉軸和圓盤一同由線體建立。
展開 轉子動力學的簡介
轉子多為動力機械和工作機械中的主要旋轉部件,典型的轉子有透平機械轉子、電機轉子、各種泵的轉子和透平壓縮機的轉子等。轉子在某些特定的轉速下轉動時,會發生很大的變形并引起共振,引起共振時的轉速稱為轉子的臨界轉速。在工程上,工作轉速低于第一階臨界轉速的轉子稱為剛性轉子,大于第一階臨界轉速的轉子稱為柔性轉子。由于轉子作高速旋轉運動,所以需要平衡。靜平衡主要用于平衡盤形轉子的慣性力;剛性轉子的動平衡可以通過通用平衡機來平衡慣性力和慣性力偶,消除轉子在彈性支承上的振動;柔性轉子的動平衡比較復雜,從原理上區分,有振型平衡法和影響系數法兩類。
旋轉部件被廣泛地應用于燃氣輪機、航空發動機、壓縮機,以及各種電動機等機械裝置中。在電力、航空、機械、化工、紡織等國民經濟領域中,起著非常重要的作用。隨著現代化工業的發展,各種旋轉機械向高速、細長、高效的方向發展,同時卻要求噪聲及振動更小、壽命更長、工作更可靠,這就給設計者們提出了越來越嚴峻的要求。由于轉子的振動,造成了工程上很多不必要的損失。所以,對其動力學特性的研究也形成了一門專門的學科——轉子動力學。
轉子動力學的發展
轉子動力學在國內外都是一門非常活躍的學科,每年都有大量的文章發表。轉子動力學是研究所有與旋轉機械轉子及其部件和結構有關的動力學特性,包括動態響應、振動、強度、疲勞、穩定性、可靠性、狀態監測、故障診斷和控制的學科。
展開 具體命令流如下:
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 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。
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 ** generate response graphs
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nsol,2,5,U,X,UXdisk
prod,3,2,2
nsol,4,5,U,Y,UYdisk
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add,6,3,5
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轉子動力學系列(三):不同建模單元對比(BEAM188與SOLID186)
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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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