公轉(zhuǎn)的案例
ABAQUS-實(shí)例練習(xí)002-如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)
上一篇實(shí)例練習(xí)001也是與公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)相關(guān)的，其實(shí)主要的點(diǎn)還是在參考點(diǎn)的選擇上，所以舉例的時(shí)候是通過(guò)不同位置參考點(diǎn)體現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的區(qū)別的。文章發(fā)了之后呢，有幾位朋友私信我如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，而不是單獨(dú)的自轉(zhuǎn)或者公轉(zhuǎn)。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題并不算難，但是在書籍或者網(wǎng)上很少能找到方法，下邊給大家詳細(xì)介紹下同時(shí)實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)是如何實(shí)現(xiàn)的。
圖1展示了同時(shí)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的效果：部件繞原點(diǎn)公轉(zhuǎn)一周，自轉(zhuǎn)兩周。
圖1
如圖2所示，首先繪制一個(gè)簡(jiǎn)單的部件，賦予材料屬性后進(jìn)行裝配。在部件的中心位置建立一個(gè)局部坐標(biāo)系，注意局部坐標(biāo)系的X軸方向與全局坐標(biāo)系的Z軸方向相同。設(shè)置兩個(gè)參考點(diǎn)，RP1設(shè)置在全局坐標(biāo)系的原點(diǎn)，RP2設(shè)置在局部坐標(biāo)系的原點(diǎn)。
圖2
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展開 Ls-dyna 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題（輪胎轉(zhuǎn)動(dòng) 自轉(zhuǎn) 公轉(zhuǎn) 非XYZ軸的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題） ￥150
LS-DYNA的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題，經(jīng)常被問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，比如下圖公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn) 輪胎滾動(dòng)
雖然是小問(wèn)題，回答起來(lái)也挺費(fèi)事，下面我做了9個(gè)工況的案例，基本上羅列了常見的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題，主要包括如下工況
繞質(zhì)心自轉(zhuǎn)
case1 繞質(zhì)心和坐標(biāo)軸自轉(zhuǎn)
case2 繞質(zhì)心和非XYZ軸自轉(zhuǎn) 不約束繞其它軸的自轉(zhuǎn)
case3 繞質(zhì)心和非XYZ軸自轉(zhuǎn) 約束繞其它軸的自轉(zhuǎn)
***********************
公轉(zhuǎn)
case4 直線公轉(zhuǎn)
case5 圓周公轉(zhuǎn)
***********************
公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)
case6 繞圓公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)
case7 輪胎滾動(dòng)
***********************
自定義轉(zhuǎn)動(dòng)中心的自轉(zhuǎn)
case8 繞任意點(diǎn)的自轉(zhuǎn)
case9 繞任意點(diǎn)的自轉(zhuǎn) 自定義旋轉(zhuǎn)軸
具體如下：
###########################################################################
case1 自轉(zhuǎn) 主要關(guān)鍵字如下：
****************************************************************************
*MAT_RIGID
$HMNAME MATERIALS 1MATL20_1
1 7800.02.1000E+11 0.3 0.0 0.0 0.0
1.0 7 4
0
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
*DEFINE_CURVE
1 0
展開 PFC3D中實(shí)現(xiàn)wall的共軸公轉(zhuǎn)和自傳—離心機(jī)中的滾筒顆粒流 ￥100
實(shí)現(xiàn)顆粒流在滾筒中圍繞兩個(gè)中心軸旋轉(zhuǎn)：共軸自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，以及不共軸自傳與公轉(zhuǎn)。不共軸自傳與公轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)通過(guò)spin即可實(shí)現(xiàn)。共軸自傳和公轉(zhuǎn)，由于命令會(huì)覆蓋；必須通過(guò)寫一個(gè)基于vertx位移變化的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
ABAQUS中如何實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)
但是如果是一個(gè)物體多方向轉(zhuǎn)動(dòng)或者是多個(gè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置不當(dāng)往往會(huì)出現(xiàn)胡亂轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，尤其是公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的混亂。
下邊使用三個(gè)實(shí)例來(lái)演示一下不同耦合點(diǎn)和邊界條件下公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的區(qū)別。
首先繪制兩個(gè)長(zhǎng)方體，如圖1所示，并設(shè)置三個(gè)參考點(diǎn)RP1、RP2與RP3，三個(gè)參考點(diǎn)的位置分別在左側(cè)長(zhǎng)方體的左端中心位置、原點(diǎn)位置、左側(cè)立方體的重心位置。
圖1
第一種情況：如圖2所示，耦合左邊長(zhǎng)方體至RP1，并設(shè)置約束住XYZ三個(gè)方向的平動(dòng)自由度，設(shè)置約束住YZ方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，設(shè)置繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)-0.533rad。
圖2耦合設(shè)置與邊界條件
圖3 第一種結(jié)果
結(jié)果顯示左邊長(zhǎng)方體沿著參考點(diǎn)RP1做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，體現(xiàn)為自轉(zhuǎn)。
第二種情況：如圖3所示，耦合左邊長(zhǎng)方體至RP2，并設(shè)置約束住XYZ三個(gè)方向的平動(dòng)自由度，設(shè)置約束住YZ方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，設(shè)置繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)-0.533rad。
圖4
圖5
結(jié)果顯示左邊立方體沿著參考點(diǎn)RP2做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，體現(xiàn)為繞右側(cè)長(zhǎng)方體公轉(zhuǎn)。
第三種情況：如圖4所示，耦合左邊長(zhǎng)方體至RP3，并設(shè)置約束住XYZ三個(gè)方向的平動(dòng)自由度，設(shè)置約束住YZ方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，設(shè)置繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)-0.533rad。
圖6
圖7
結(jié)果顯示左邊立方體沿著參考點(diǎn)RP3做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，體現(xiàn)為繞中心自轉(zhuǎn)。
綜合以上三個(gè)例子，我們得出結(jié)論，設(shè)置繞X軸旋轉(zhuǎn)后，長(zhǎng)方體實(shí)際的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡為繞參考點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，并不是繞著坐標(biāo)系原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。所以在設(shè)置邊界條件的時(shí)候一定要特別注意參考點(diǎn)的位置，尤其是復(fù)雜模型。如果想要的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)位置與原點(diǎn)位置靠的很近，非常難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在什么地方。
下面還提供了兩種不同自由度約束的情況。圖8顯示了放開Y軸平動(dòng)約束的結(jié)果；圖9顯示了放開Z軸平動(dòng)約束的結(jié)果。
展開 
還是旋壓公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)問(wèn)題！！！總結(jié)性討論！！！
deform做旋壓?jiǎn)栴}，很多人都發(fā)表過(guò)帖子，公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)問(wèn)題依然不明白，公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)到底以哪個(gè)坐標(biāo)系為基準(zhǔn)？為什么單獨(dú)一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的話，rotation1或者rotation2單獨(dú)preview都符合期望的運(yùn)動(dòng)，但是兩個(gè)同時(shí)設(shè)置好了后就不是希望的運(yùn)動(dòng)了？也就是說(shuō)合成后就不是了。這是為什么！！！希望大家?guī)兔σ幌隆?huì)做的朋友可以詳細(xì)講解一下。我看了很多帖子大家對(duì)旋壓都是這個(gè)地方卡殼。高手們，出手吧.....
旋輪直徑150，工件直徑150.
20110918.rar
Adams 中齒輪如何實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)
問(wèn)題：1）行星齒輪如何在Adams中既可以實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)
2）同理，齒輪齒條中，齒輪也可以實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)
step1:先建立一個(gè)亞物體；用來(lái)給系統(tǒng)提供多余的自由度,如圖所示
step2:固定齒圈，亞物體與行星輪之間建立旋轉(zhuǎn)副，中心在行星齒輪的質(zhì)心上，建立行星齒輪與齒圈的旋轉(zhuǎn)副，中心建立在齒圈的質(zhì)心位置。
同理：齒輪齒條也類似，下面如圖
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公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的解決方案之一：嵌入式滑移網(wǎng)格
圖6 計(jì)算設(shè)置
8、總結(jié)
（1）這類公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)的問(wèn)題，既可以使用動(dòng)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)，也可以采用fluent中的嵌入式滑移網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)。
（2）此例中兩區(qū)域均為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于滑移網(wǎng)格特點(diǎn)，平移運(yùn)動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)。
（3）采用嵌入式滑移網(wǎng)格，避免了網(wǎng)格重構(gòu)的網(wǎng)格質(zhì)量損失。
一個(gè)既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)的混合運(yùn)動(dòng)
這是一個(gè)既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)的混合運(yùn)動(dòng)
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公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的解決方案之一：嵌入式滑移網(wǎng)格
圖6 計(jì)算設(shè)置
8、總結(jié)
（1）這類公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)的問(wèn)題，既可以使用動(dòng)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)，也可以采用fluent中的嵌入式滑移網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)。
（2）此例中兩區(qū)域均為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于滑移網(wǎng)格特點(diǎn)，平移運(yùn)動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)。
（3）采用嵌入式滑移網(wǎng)格，避免了網(wǎng)格重構(gòu)的網(wǎng)格質(zhì)量損失。
abaqus公轉(zhuǎn)帶動(dòng)自轉(zhuǎn)，想輸出自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速怎么做？
abaqus公轉(zhuǎn)帶動(dòng)自轉(zhuǎn)，想輸出自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速怎么做？
LS-DYNA滾刀切削巖石仿真，滾刀自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，k文件 ￥500
LS-DYNA滾刀切削巖石仿真，滾刀自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，k文件，僅供研究參考。
ls-dyna 剛體公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn) ￥20
<p>ls-dyna 剛體公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202601/attachment/27adeeafcc964469942cb8e8db7f5df1.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202601/attachment/27adeeafcc964469942cb8e8db7f5df1.png" style="" width="589" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202601/attachment/27adeeafcc964469942cb8e8db7f5df1.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202601/attachment/27adeeafcc964469942cb8e8db7f5df1.png?
展開 CFX模擬垂直軸葉輪
在CFX中，要同時(shí)定義自傳和公轉(zhuǎn)，其實(shí)也并不是什么難事，定義一下局部坐標(biāo)即可輕松解決這個(gè)問(wèn)題。
這里模擬三個(gè)平板的自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)問(wèn)題，平板的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度都是1rev/s，網(wǎng)格很粗糙。整個(gè)turbine的旋轉(zhuǎn)速度1rev/s，同時(shí)激活動(dòng)網(wǎng)格。
在每個(gè)葉片rotor區(qū)域建立一個(gè)局部坐標(biāo)系，同時(shí)使用subdomain定義這塊區(qū)域的網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)。
詳細(xì)的設(shè)置見cfx文件吧，簡(jiǎn)單易懂。
Fluid Flow.zip
CFX模擬垂直軸葉輪 動(dòng)畫
CFX_004.001.zip
CFX_004.002.zip
CFX_004.003.zip
在這種局部坐標(biāo)和sudomain的運(yùn)用下，我們就可以實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的葉片擺動(dòng)控制。下圖為在1.2m/s水速，葉輪速比2.5，葉片最大擺角在正負(fù)20°時(shí)，自由變偏角葉輪的模擬結(jié)果。
展開 機(jī)械運(yùn)動(dòng)的上述性質(zhì)
比如生活在地球上的人，覺得地球是不動(dòng)的，其實(shí)地球在以30km/s的巨大速度繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。這就是物理運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性．3.質(zhì)點(diǎn)1）質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，因而其突出的特點(diǎn)是“具有質(zhì)量”和“占有質(zhì)量”。但卻沒有體積——即沒有大小。2）質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體的抽象，因而它是一個(gè)具有質(zhì)量而又沒有體積（大小）的抽象的點(diǎn)，這顯然是一種理想化模型，實(shí)際上并不存在。引入理想化模型時(shí)，要善于抓主要矛盾，盡可能把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，這是物理學(xué)中經(jīng)常要用到的一種研究問(wèn)題的方法——科學(xué)抽象法。3）雖然質(zhì)點(diǎn)實(shí)際不存在，但實(shí)際問(wèn)題中不少物體又可以看作是質(zhì)點(diǎn)。一個(gè)物體可否視為質(zhì)點(diǎn)，這要根據(jù)具體情況分析。只有當(dāng)物體的形狀和大小在所研究的問(wèn)題中處于次要地位時(shí)，才可以把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。4）由于質(zhì)點(diǎn)沒有體積，因而質(zhì)點(diǎn)是不可能轉(zhuǎn)動(dòng)的。所以，質(zhì)點(diǎn)是沒有轉(zhuǎn)動(dòng)可言的。任何轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，在研究其自轉(zhuǎn)時(shí)，均不能簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)。4.直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所通過(guò)的路線，就叫做質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡。按照軌跡來(lái)劃分，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線的運(yùn)動(dòng)叫做直線運(yùn)動(dòng)，是曲線的運(yùn)動(dòng)叫做曲線運(yùn)動(dòng)。例： 下列各運(yùn)動(dòng)的物體中，能被看作質(zhì)點(diǎn)的是（橡膠模具）A。研究公轉(zhuǎn)著的地球 B。研究自轉(zhuǎn)著的地球 C。研究體操運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)動(dòng) D。鐘表上轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)針和分針析：由于質(zhì)點(diǎn)只有質(zhì)量而沒有體積，所以質(zhì)點(diǎn)也沒有轉(zhuǎn)動(dòng)（一個(gè)沒大小的點(diǎn)是談不上有轉(zhuǎn)動(dòng)的！），這樣我們研究物體的自轉(zhuǎn)時(shí)，絕不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)。據(jù)此本題的正確答案只有A一個(gè)物體能否被簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，并不是看物體的大小。很小的物體有時(shí)候反而是不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)的，如自身旋轉(zhuǎn)著的小球在研究期自轉(zhuǎn)情況時(shí)，小球就不能認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)。很大的物體有時(shí)候可以簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，如繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)著的地球。同一物體有時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)又不能看作質(zhì)點(diǎn)。只有當(dāng)物體的形狀和大小在所研究的問(wèn)題中處于次要地位時(shí)，才可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)。
展開 滾動(dòng)軸承振動(dòng)產(chǎn)生的可能原因及其特征頻率
當(dāng)外圈存在局部故障時(shí)，滾動(dòng)體通過(guò)外圈的頻率會(huì)受到軸頻與滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率的調(diào)制。滾動(dòng)體存在局部故障時(shí)，由于滾動(dòng)體的自轉(zhuǎn)會(huì)依次通過(guò)內(nèi)外圈滾道，因此，對(duì)應(yīng)的故障頻率是2倍的自轉(zhuǎn)頻率，它會(huì)受到滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率和軸頻與滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率的差頻的調(diào)制。當(dāng)內(nèi)圈存在局部故障時(shí)（外圈固定），傳感器振動(dòng)測(cè)量信號(hào)的特征主要是軸頻的諧波、內(nèi)圈故障頻率與軸頻和它的多個(gè)諧波，以及軸頻與滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率的差頻的調(diào)制。
當(dāng)軸承上存在多個(gè)局部故障時(shí)，可以認(rèn)為它們是一些不同相位的局部故障，那么，由于不同的相位，頻譜中的譜線有的會(huì)加強(qiáng)，有的會(huì)減弱。當(dāng)軸承遭受各種不同的載荷，如軸不對(duì)中，動(dòng)不平衡、軸向和徑向載荷、預(yù)載荷和制造誤差等，并且在軸承部件上存在故障時(shí)，它們會(huì)表現(xiàn)相應(yīng)的周期特性。當(dāng)故障與故障之間存在相對(duì)角速度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)調(diào)制或周期性。軸承在各種不同的載荷條件下出現(xiàn)的可能頻率如表1所示。
表1 可能的軸承主故障頻率和邊頻帶
譜線
外圈故障
內(nèi)圈故障
滾動(dòng)體故障
主要的諧波
fbpfo
fbpfi
2×fbsf
邊頻帶
fs，fc
fs，fs-fc
fc，fs-fc
多對(duì)多個(gè)軸承故障的情況，測(cè)量的響應(yīng)將是每個(gè)故障引起的響應(yīng)之和。不同脈沖之間的相位差將導(dǎo)致軸承故障頻率的增強(qiáng)或減弱。
參考：
1. Ian Howard, A Review of Rolling Element Bearing Vibration "Detection, Diagnosis and Prognosis"
2. 沈立智. 《大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷》講義
來(lái)源：模態(tài)空間 作者：譚祥軍
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