高級(jí)應(yīng)用 | 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)篇-Workbench界面下配合APDL進(jìn)行瞬態(tài)啟停分析

2017-03-10 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

對(duì)于轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)而言,瞬態(tài)分析可以真實(shí)地反映沿坎貝爾圖上某一條路徑的掃描過(guò)程,坎貝爾圖上一些特殊的點(diǎn)的特性可以在時(shí)間歷程中觀察到,其中轉(zhuǎn)子瞬態(tài)系統(tǒng)的啟停是較為典型的瞬態(tài)分析之一。Workbench瞬態(tài)分析模塊中并沒(méi)有Coriolis Effect選項(xiàng),用戶(hù)可以通過(guò)插入APDL來(lái)激活陀螺效應(yīng),進(jìn)行系統(tǒng)在外部激勵(lì)下的啟停瞬態(tài)分析。

如下圖所示,為某轉(zhuǎn)子系統(tǒng),轉(zhuǎn)子部分采用Beam188建模,軸承簡(jiǎn)化為Workbench中的Sping連接(即Combin14單元)。對(duì)該轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行外部激勵(lì)下的啟動(dòng)瞬態(tài)分析。

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在瞬態(tài)分析模塊下進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析,分析部分插入如下命令,激活陀螺效應(yīng)。

coriolis,on,,,on !打開(kāi)陀螺效應(yīng)

通過(guò)Workbench的Rotational Velocity施加啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。在Workbench轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)諧響應(yīng)分析中,旋轉(zhuǎn)力是采用實(shí)部和虛部定義,Workbench中提供特定的Rotating Force用于載荷定義。而在瞬態(tài)分析中Rotating Force無(wú)法被激活,則需要通過(guò)表格數(shù)據(jù)定義各方向、各時(shí)間步的力幅值。如下所示,可以通過(guò)施加在徑向平面內(nèi)兩個(gè)垂直的載荷,來(lái)實(shí)現(xiàn)不平衡外激勵(lì)的施加,所施加載荷為隨時(shí)間變化的表格數(shù)據(jù)。

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通過(guò)Workbench的轉(zhuǎn)子啟動(dòng)瞬態(tài)分析,可以提取出轉(zhuǎn)子軸線(xiàn)的選擇運(yùn)動(dòng)軌跡,來(lái)判斷在啟動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子軸線(xiàn)的穩(wěn)定性。

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同時(shí)可以提取某點(diǎn)在單方向上隨時(shí)間變化的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡圖,如下圖所示,0.5s時(shí)刻出現(xiàn)一個(gè)幅值不大的共振,說(shuō)明此處存在一個(gè)穩(wěn)定的臨界轉(zhuǎn)速,1.2s時(shí)刻存在一個(gè)不穩(wěn)定的臨界轉(zhuǎn)速,此時(shí)軌跡圖上位移急劇增加。最終可以根據(jù)Rotational Velocity的加載曲線(xiàn),找到對(duì)應(yīng)時(shí)刻的轉(zhuǎn)速。

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在APDL語(yǔ)言配合下,ANSYS Workbench的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)瞬態(tài)啟停分析可以很好的分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題,結(jié)合一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以有效的提高轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能。