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转子动力学系列(八):考虑预应力的转子动力学分析

1年前浏览12155

本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了预应力转动结构模态分析的方法,包括APDL和Workbench两种分析过程。预应力转动结构模态分析考虑了结构转动时的离心力对模态的影响,有时离心力的影响会很大,甚至改变涡动频率曲线的趋势。文章还介绍了一系列转子动力学分析的方法,包括不平衡响应分析、双转子电机不平衡响应分析、基于ANSYS Workbench的不平衡响应分析、不同建模单元对比、不同轴承单元对比、随转速变刚度和变阻尼的模拟、考虑预应力的转子动力学分析、带支承结构的复杂转子分析、轴对称实体单元Solid272/Solid273的应用、基于ANSYS Workbench的多轴转子临界转速、不平衡激励下的启动过程瞬态转子动力学分析等。


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。轴的两端为简支边界条件,求该转子结构涡动频率、振型、临界转速。

image.png


2 结果对比

结构转动时会产生离心力,而离心力对结构变形有影响,从而影响转动模态,因此预应力转动结构模态分析就是考虑结构转动时的离心力对模态的影响。不同转子受到离心力的影响程度不同,对实际转子应进行无预应力和有预应力的模态分析进行对比,有时离心力的影响会很大,甚至改变涡动频率曲线的趋势。

不考虑应力的结果如下:

考虑预应力的结果如下:

image.png

image.png


3 分析过程(APDL及Workbench)

在APDL中,预应力的模态分析是静力学分析和模态分析交替进行,在静力分析阶段就要打开科氏开关、坎贝尔图开关和预应力开关,并对转动部件定于转速,坎贝尔图开关中的NSLOVE项与交替求解次数相同,其余过程与一般结构的有预应力模态分析相同。

具体命令流如下:


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

转子动力学系列(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

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:算例源文件

MechanicalWorkbench振动代码&命令汽车传动
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首次发布时间:2020-03-20
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 2092文章 36课程 2
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未登录
7条评论
X.H
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2月前
这个workbench的操作,真是脱裤子放屁,多此一举。打开coriolis effect,就相当于是在旋转参考系里求解静力学问题,这个时候你设置旋转速度是没有意义的,按文中流程,等同于无预应力的模态分析。
花了29以为能见识到什么高明的操作,结果非常失望。
1条回复
sukoi
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2年前
你好,已购买本文章,我想请问一下,我在modal里设置转速的时候,为何不能选择自己设置的圆柱坐标系,且坐标系那个框是粉红色的,而在静力学分析时却可以?
仿真秀0904180511
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4年前
我转子有几个部分,通过在转轴中心通过一根长螺栓拉紧,现在要考虑螺栓预紧力对转子临界转速的影响,这种情况在静力学计算中是不是不用加转速,只用约束轴向
仿真秀0613141017
签名征集中
4年前
你好,我想请问一下,仅仅建了一个圆盘,内径固定,用上述命令流的方法进行定转速分析,为什么在pstres和coriolis部分会报错呢?
6条回复
山河笔墨画
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4年前
老师,我想请问,workbench做坎贝尔图是否都需要添加质点才能做出正确的坎贝尔图?因为我自己做的时候没有加质点,最后的坎贝尔图全是平行的直线
2条回复
钟伟良
莫失勿忘,逐梦远航。
4年前
全部都是19.0做的
南极以北
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4年前
请问这个源文件是什么版本的?打开显示import of legacy database failed,打不开文件
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