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转子动力学系列(七):随转速变刚度和变阻尼的模拟

1年前浏览11844

本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了一个钢制圆盘转子结构的涡动频率、振型和临界转速的计算方法。采用BEAM188单元模拟转子结构,COMBI214单元模拟轴承,分别用ANSYS APDL和ANSYS Workbench进行模拟,结果显示结果一致。当轴承的动力特性随转速变化时,必须采用COMBI214单元来模拟轴承,COMBI214单元的实常数采用表数组定义,注意定义表数组的变量名项(VAR1)需为“OMEGS”,以表明数组随着转速而改变。具体命令流如下。


1 问题描述

如下图所示钢制圆盘转子结构,材料的弹性模量为200GPa,密度为7800kg/m³,泊松系数为0.3,长度分别为L1=0.2m,L2=0.3m,L3=0.5m,L4=0.3m,轴径d=0.05m,圆盘半径分别为R1=0.12m,R2=0.2m,R3=0.2m,厚度分别为t1=0.05m,t2=0.05m,t3=0.06m。轴的两端为轴承支撑,轴承的动力特性随着转速变化见下表。求该转子结构涡动频率、振型、临界转速。

image.png

假定轴承刚度为转速(rad/s)的非线性函数,但阻尼不随着转速而改变(变阻尼的方法与变刚度一样)。

image.png

2 结果对比

采用BEAM188单元模拟转子结构,COMBI214模拟轴承。分别用ANSYS APDL和ANSYS Workbench模拟该例子作对比,可以看出APDL和Workbench的结果是一致的。

image.png

image.pngAPDL结果

image.png

image.png

Workbench结果

3 APDL模拟过程

当轴承的动力特性随转速变化时,必须采用COMBI214单元来模拟轴承,COMBI214单元的实常数采用表数组定义,注意定义表数组的变量名项(VAR1)需为“OMEGS”,以表明数组随着转速而改变。具体命令流如下:

*dim,k11,table,7,1,1,omegs

k11(1,0)=0,200,400,600,800,1000,1200  !rad/s

k11(1,1)=1.6e6,2.0e6,4.8e6,8.8e6,1.3e7,1.8e7,2.3e7  !N/m

*dim,k22,table,7,1,1,omegs

k22(1,0)=0,200,400,600,800,1000,1200  !rad/s

k22(1,1)=2e6,3e6,6e6,1.1e7,1.7e7,2.3e7,3e7 !N/m

*dim,k12,table,7,1,1,omegs

k12(1,0)=0,200,400,600,800,1000,1200  !rad/s

k12(1,1)=-2e4,-2.4e4,-6.8e4,-1.2e5,-1.9e5,-2.6e5,-3.6e5 !N/m

*dim,k21,table,7,1,1,omegs

k21(1,0)=0,200,400,600,800,1000,1200  !rad/s

k21(1,1)=0.6e4,4e4,1e5,1.7e5,2.5e5,3.4e5,4.3e5 !N/m

r,2,%k11%,%k22%,%k12%,%k21%,2e3,5e3

rmore,-4e3,3e3

4 Workbench模拟过程


转子动力学系列(一):临界转速与坎贝尔图

转子动力学系列(二):基于ANSYS APDL的不平衡响应分析

转子动力学系列(三):双转子电机不平衡响应分析

转子动力学系列(四):基于ANSYS Workbench的不平衡响应分析

转子动��学系列(五):不同建模单元对比(BEAM188与SOLID186)

转子动力学系列(六):不同轴承单元对比(COMBIN14和COMBI214)

转子动力学系列(七):随转速变刚度和变阻尼的模拟

转子动力学系列(八):考虑预应力的转子动力学分析

转子动力学系列(九):带支承结构的复杂转子分析

转子动力学系列(十):轴对称实体单元Solid272/Solid273的应用

转子动力学系列(十一):基于ANSYS Workbench的多轴转子临界转速分析

转子动力学系列(十二):不平衡激励下的启动过程瞬态转子动力学分析

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内容简介:算例命令流及源文件

Workbench振动通用航空航天汽车叶轮机械
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2020-03-07
最近编辑:1年前
钟伟良
硕士 | 工程师 莫失勿忘,逐梦远航。
获赞 219粉丝 2093文章 36课程 2
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作者推荐
未登录
2条评论
1年前
请问在workbench中仿真了刚度随速度变化用表格输入之后,会有警告:为了使表格轴承有效,请确保相关的旋转速度在各自的分析中进行了定义。请问这个警告怎么去解决呢?
刘冀
签名征集中
4年前
为什么我的ANSYS 15没有办法用表格形式输入刚度,只能用定值
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