干貨 | Workbench界面下轉子的諧波響應分析

2017-12-28 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

結構質量的不均勻或結構不平衡對旋轉機械的動力學性能有很大影響,為了滿足相關標準和規(guī)格,設計者需要將這些影響因素考慮在內,以往轉子的諧波響應分析都是在ANSYS經典中完成,在V16.0版本以后,Workbench界面下也可以進行轉子的諧波響應分析。

在Workbench界面下的諧波響應分析只支持完全法,同時要打開Analysis Settings中的Coriolis Effect。如下為某轉子結構的諧波響應分析,模型建立同正常分析即可,主軸簡化為線體結構,約束轉軸上節(jié)點的軸向和繞軸轉動的自由度,主軸兩端添加對應大小的質量點。

軸承單元采用Bearing連接,Bearing連接可以考慮交叉剛度,同時用戶還可以設置剛度隨轉速變化,但是Bearing不提供軸向和繞軸轉動剛度,只提指定平面內的剛度。此處采用Body to Ground中的Bearing連接。

在Workbench界面下,轉子諧波響應分析用Rotating Force來考慮不平衡力,用戶可以輸入不平衡質量或直接輸入不平衡力,如下圖所示,此處案例為輸入不平衡質量,可以通過修改Calculated From來設置為直接輸入不平衡力。

這種輸入設置下,激勵頻率與結構旋轉頻率同步,ANSYS根據諧響應施加的激勵頻率來計算結構的旋轉頻率,不平衡力F=ω^2*Unbalance,激勵力的幅值與轉速的平方成正比。在轉子動力學諧響應分析中,可以提取結構的幅頻曲線,如下所示。

在結果后處理中,還可以提取Bearing處支反力的幅頻曲線圖,如下圖所示。Workbench界面下轉子的諧波響應分析相對經典界面而言,簡單易用非常貼近工程實際,可以讓仿真工程師從復雜的軟件中操作中解放出來。

綜上可知,在經典和Workbench界面下都可以很好的進行非對稱結構的轉子動力學分析,而且陀螺效應的考慮不受計算模型上的限制,使得轉子動力學有限元分析變得簡單高效。

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