利用ansys求解转子临界转速的简单示例

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基于ANSYS的转子临界转速计算

基于ANSYS的转子临界转速计算
维普资讯
第2 5卷
第 5期
青 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
V 12 o 5 0 .5 N . Oc.0 r t2 0 7
2O 年 l O7 O月来自J r l f i i n ei ( a r S ec) o n I i rt N te c ne u a oQ l U v sy u i a
mo e n f c r tt n s e d Sq ik sl t n meh d d la d c f M o i p e ’ u c ou o t o . i i ao i
1 wo d ci c lrtt n s e d; n t lme t APDL r s: rt a oai p e f ie ee n ; i o i
1 9
21 A S S . N Y 的临界转速计算方法
A SS N Y 是一大型通用有限元软件 , 其模态分析可用于确定设计结构
或机器部件 的振动特性 ( 固有频率和振型) 。模态分析使用传递矩阵方法计算 , 具有很高的效率和精度。 ASS N Y 计算 转 子临界 转速 可用 B A 、IE 6 C BN 4用 于模 拟带 阻 尼 的弹性 支 撑 ) 元通 过设 置单 E M4PP 1、 O Il( 单 元选项来添加转子 自转角速度 以及 回转效应 , 同时选取 D M A P方法求解特征值 。D M A P方法采用复数 特征值的分析方法 。 A S S的复数特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型, NY 分析过程与实特征值 分析类似。虚部表示系统的振动频率 , 实部表示系统解 的稳定性特性( 大于零发散 , 小于零稳定) 。采用 有限元方法计算转子临界转速时 , 转子会 出现正进动和反进动 。由于陀螺效应 的作用 , ] 随着转子 自转

基于ANSYS Workbench的飞轮转子临界转速计算分析

基于ANSYS Workbench的飞轮转子临界转速计算分析

基于ANSYSWorkbench的飞轮转子临界转速计算分析任正义a,朱健国b,杨立平a(哈尔滨工程大学a.工程训练中心;b.机电工程学院,哈尔滨150001)摘要:以电磁轴承支撑的飞轮转子为研究对象,建立飞轮转子的有限元模型,基于ANSYS Workbench软件对转子系统临界转速进行求解。

分析了阻尼和支撑刚度对飞轮转子系统前三阶临界转速的影响。

结果表明,阻尼对飞轮转子临界转速没有影响,支撑刚度使临界转速增加,并计算出最佳的支撑刚度调整范围。

关键词:飞轮转子;ANSYS Workbench;临界转速;阻尼;支撑刚度中图分类号:TH133.7文献标志码:A文章编号:1002-2333(2019)09-0023-03 Calculation and Analysis on Critical Speed of Flywheel Rotor Based on ANSYS WorkbenchREN Zhengyi a,ZHU Jianguo b,YANG Liping a(a.Engineering Training Center;b.College of Mechanical and Electrical Engineering,Harbin Engineering University,Harbin150001,China) Abstract:Critical speed causes vibrations in the rotating system and affects system operation.The calculation and analysis of critical speed is an important issue.Taking the flywheel rotor supported by the electromagnetic bearing as the research object,the finite element model of the flywheel rotor is established,and the critical speed of the rotor system is solved based on ANSYS Workbench software.The influence of damping and supporting stiffness on the first three critical speeds of the flywheel rotor system is analyzed.The results show that the damping has no effect on the critical speed of the flywheel rotor,and the support stiffness increases the critical speed.The adjustment range of the optimum support stiffness is calculated.Keywords:flywheel rotor;ANSYS Workbench;critical speed;damping;support stiffness0引言能源问题如今已经成为全球瞩目的关键性问题,开发新能源成为各国研究的重点。

ANSYS临界转速计算算例

ANSYS临界转速计算算例

ANSYS临界转速计算算例1 结构如图1所示单转子结构,密度7800Kg/m3,E=206GPa μ=0.3,2 操作步骤2.1 建模根据几何模型建立有限元模型,转子主体部分(盘、轴)采用SOLID45单元,支承采用弹簧—阻尼单元COMBIN14。

弹簧—阻尼单元的末端约束所有自由度。

为了避免轴向的刚体位移,将弹簧—阻尼单元始端的轴向自由度约束。

2.2输入材料参数及弹簧刚度(COMBIN14的实常数)。

Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material ModelsMain Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete2.3将转子主体的所有SOLID单元生成一个COMPONENT,命名为ROTOR。

若为多转子,建立不同的COMPONENT,并按一定的转速关系输入转速。

Utility Menu>Select>Comp/Assembly>Create Component2.4对名称为ROTOR的COMPONENT施加转速(自转转速)。

a)注意对COMPONENT施加转速之前,必须将OMEGA命令中的KSPIN开关设置为1。

即计算时考虑SPIN SOFTENING效应。

但并不利用OMEGA命令输入转速。

Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Inertia>Angular Velocity>Globalb)利用CMOMEGA命令对COMPONENT施加转速。

该命令中的KSPIN开关控制转子的正、反进动。

若KSPIN=0,为正进动;若KSPIN=1,为反进动。

Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Inertia>Angular Velocity>On Components>By origin2.5STATIC求解,打开预应力开关。

ANSYS模态分析在螺杆压缩机转子临界转速计算上的应用

ANSYS模态分析在螺杆压缩机转子临界转速计算上的应用


戴勇

张志清
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基 于 A N S Y S 的发 电机

转 子 临界 转 速 计 算 [J ] 31


防爆 电 机
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张小龙

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对螺 杆压 缩 机 转 子
进行 临界转速 的 分析计算 考 虑 到 了 更 多 的影 响
因素 螺杆压 缩 机 的转 子 可 以 保 持 完 整 的几 何模

速 的计 算 是 计 算 转 子 的 固 有 特 性 而 扭 转 临 界 转

速 的计算是


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速 的影 响 也 分 析 了轴 承 油 膜 刚 度 的八 个 特 性 系
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ANSYS用于转子临界转速计算

ANSYS用于转子临界转速计算

ANSYS用于转子临界转速计算ANSYS是一种流体力学仿真软件,可以用于转子临界转速的计算。

转子临界转速是指转子在超临界转速时,由于离心力的作用下,形成的由于离心力和负载产生的振动达到最大值的转速。

转子临界转速是一个非常重要的参数,它决定了转子的最大可运行速度,超过这个速度,转子可能发生不稳定振动、失稳并可能引发严重的事故。

在进行转子临界转速计算时,首先需要建立转子的几何模型。

ANSYS 提供了多种几何建模工具,可以根据转子的实际形状和尺寸,创建合适的几何模型。

接下来,需要定义转子材料的力学性质。

ANSYS可以通过确定材料的弹性模量、泊松比等力学参数,来描述转子在受力时的行为。

然后,需要设置边界条件和加载条件。

边界条件包括转子的固定支承位置和方向,加载条件则包括外部的离心力和负载力等。

这些条件将影响到转子的振动和应力分布。

在完成几何建模和边界条件设置后,可以开始进行转子临界转速的计算。

ANSYS提供了多种求解器和求解算法,可以根据实际情况选择适合的求解方法。

通过对转子的几何模型、边界条件和加载条件进行离散化和数值求解,得到转子在不同转速下的振动和应力分布结果。

转子临界转速计算的结果包括转子的固有频率、振型和应力分布等。

可以通过分析这些结果,确定转子的临界转速。

除了临界转速计算,ANSYS还可以进行其他与转子振动相关的模拟和优化。

例如,可以通过模拟转子在不同条件下的振动响应,来评估转子的结构强度和刚度,以及寻找优化设计方案。

总之,ANSYS是一种功能强大的流体力学仿真软件,可以用于转子临界转速的计算。

通过建立几何模型、定义材料性质、设置边界条件和加载条件,并使用合适的求解方法,可以模拟并计算转子的振动和应力分布,得到转子的临界转速。

这对于转子的安全运行和设计优化具有重要意义。

基于ANSYS的转子临界转速计算

基于ANSYS的转子临界转速计算

基于ANSYS的转子临界转速计算
王宁峰;王桂红
【期刊名称】《青海大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2007(025)005
【摘要】利用ANSYS自带的编程语言APDL,参数化有限元模型和快速求解临界转速,在ANSYS平台上完成离心机临界转速分析.
【总页数】5页(P18-21,31)
【作者】王宁峰;王桂红
【作者单位】青海大学化工学院,青海,西宁,810016;青海大学化工学院,青海,西宁,810016
【正文语种】中文
【中图分类】TB532
【相关文献】
1.基于ANSYS的发动机转子临界转速计算 [J], 王海朋;戴勇;张志清;张逊
2.利用ANSYS和坎贝尔图对燃气轮机压气机转子模态及临界转速的分析计算 [J], 龚建政;钟芳明;贺星;汤华涛
3.ANSYS模态分析在螺杆压缩机转子临界转速计算上的应用 [J], 岳平
4.基于ANSYS轴承试验台转子轴承系统临界转速计算 [J], 冯贺;王建梅;王生龙;孟凡宁
5.基于ANSYS Workbench的飞轮转子临界转速计算分析 [J], 任正义; 朱健国; 杨立平
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ANSYS模态分析在电机转子临界转速计算上的应用

ANSYS模态分析在电机转子临界转速计算上的应用

ANSYS模态分析在电机转子临界转速计算上的应用概述:电机转子的临界转速是指电机转子在运行过程中出现共振或失稳的临界转速。

为了保证电机的稳定运行,需要对其临界转速进行计算和分析。

ANSYS(工程仿真软件)的模态分析是一种常用的方法,可以用于计算电机转子的临界转速。

模态分析是指通过对电机转子进行振型计算和分析,得出其共振频率和临界转速。

模态分析通常包括以下几个步骤:1.建立电机转子的有限元模型:将电机转子抽象为由多个节点和弹簧组成的有限元模型,用来描述转子的振动特性。

2.定义边界条件:根据实际情况,定义电机转子的支撑方式和边界条件,以确定转子振动时的约束条件。

3.计算振型和共振频率:通过对有限元模型进行模态分析,得到电机转子的各个振型及其共振频率。

共振频率即为电机转子的临界转速。

4.分析振型特性:根据电机转子的振型,可以分析其频率、振幅、相对位移等特性,以确定可能出现共振或失稳的原因。

5.优化设计:根据分析结果,对电机转子的结构和材料进行优化设计,以提高其临界转速和稳定性。

模态分析在电机转子临界转速计算上的应用:1.临界转速计算:通过模态分析,可以直接得到电机转子的临界转速,从而提前预知电机在哪种转速下容易产生共振或失稳现象。

2.优化设计:模态分析可以帮助发现电机转子结构和材料的问题,通过对振型和共振频率的分析,提供改进和优化设计的参考,以增加电机转子的临界转速。

3.故障诊断:模态分析提供了电机转子振动特性的详细信息,可以用来识别电机转子的故障类型和位置,比如不平衡、轴承损坏等。

从而可以采取相应的维修和维护措施,以避免临界转速的问题。

4.建立安全边界:通过模态分析,可以确定电机转子的临界转速范围,并建立相应的安全边界。

在实际运行中,可以在安全边界内调整转速,以避免共振和失稳问题。

总结:ANSYS的模态分析是一种有效的方法,可以用于电机转子临界转速的计算和分析。

通过模态分析,可以提前预知电机转子在哪种转速下容易出现共振或失稳现象,为电机的优化设计和故障诊断提供依据,从而提高电机的稳定性和可靠性。

ansys workbench临界转速计算

ansys workbench临界转速计算

ansys workbench临界转速计算
在ANSYS Workbench中计算临界转速的方法如下:
1. 导入几何模型:使用DesignModeler或者直接导入几何模型
文件(例如.stp或者.step格式)。

2. 设定材料属性:在Engineering Data下的Material中,选择
合适的材料,并设定材料的力学属性,如弹性模量、泊松比等。

3. 设定边界条件:在模型中选择合适的边界条件,以模拟实际工况。

例如,在机械分析中选择Displacement或者Fixed Support。

4. 创建网格:使用Meshing工具生成合适的网格,确保几何模型的准确性和适当的单元密度。

5. 设定求解器设置:在Solution中选择适当的求解器,如静力
分析或者非线性分析,并设定相应的设置,包括求解算法、收敛准则等。

6. 定义扭转边界条件:在Static Structural或者Mechanical中,选择合适的Interface边界条件,以模拟顶盖或者底部固定边界。

7. 进行分析:点击Solve按钮开始求解,等待分析完成。

8. 获取结果:在Results中查看分析结果,根据需要查看位移、
应力等结果。

9. 转速增加:逐步增加转速,重新进行分析,直到发现临界转速。

值得注意的是,临界转速的计算可能需要进行模态分析。

可以使用Modal或者Harmonic Analysis模块来计算模态频率和模
态振型,然后根据临界转速的定义找到与模态频率相等的转速。

基于ANSYS轴承试验台转子轴承系统临界转速计算

基于ANSYS轴承试验台转子轴承系统临界转速计算

基于ANSYS轴承试验台转子轴承系统临界转速计算冯贺;王建梅;王生龙;孟凡宁【摘要】基于ANSYS动力学模块对轴系高速旋转机构进行了模态分析,得到了模态频率随自转速度变化的坎贝尔图,进而获得了临界转速,并分析了不同类型联轴器对转子-轴承系统的临界转速和各阶模态的影响.结果分析表明:处于刚性联轴器下的转子-轴承系统一阶临界转速高于弹性联轴器系统,影响幅度为6%;不同类型联轴器对转子-轴承系统的高阶特征频率影响较大;刚性联轴器对转子-轴承系统的各阶正反进动模态的影响是线性的,而弹性联轴器的影响是非线性的;弹性联轴器一定程度上降低了由于转子弯曲振动而造成油膜轴承损坏的可能性.【期刊名称】《太原科技大学学报》【年(卷),期】2017(038)004【总页数】6页(P296-301)【关键词】转子-轴承系统;联轴器;有限元;模态分析;坎贝尔图;临界转速【作者】冯贺;王建梅;王生龙;孟凡宁【作者单位】太原科技大学冶金设备设计理论及技术山西省重点实验室,太原030024;太原科技大学冶金设备设计理论及技术山西省重点实验室,太原 030024;太原科技大学冶金设备设计理论及技术山西省重点实验室,太原 030024;太原科技大学冶金设备设计理论及技术山西省重点实验室,太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TH133.4油膜轴承试验台属于大型旋转机械,临界转速计算是转子动力学特性的重要分析内容之一。

转子轴承系统在达到临界转速时,转子在不平衡质量等因素的激励下会产生很大的振动,严重的会导致机组破坏,影响油膜测试参数的准确度。

因此,在计算临界转速后,合理的设计和调整试验台所需运转工况;或者改变试验台的机械结构,使轴承试验台的运行处在一个相对稳定的状态下,增加转子轴承系统的稳定性,从而保证轴承参数测试的准确度显得至关重要。

联轴器是旋转机械的核心部件,广泛应用于航空航天、重型机械和矿山机械等诸多领域,也是轴承试验台机械结构的重要组成部分。

利用ANSYS进行转子临界转速计算

利用ANSYS进行转子临界转速计算

利用ANSYS进行转子临界转速计算转子临界转速是指转子系统在特定的参数条件下,使转子发生离心振动,从而损坏转子的最高转速。

通过进行ANSYS模拟,可以有效地计算得到转子的临界转速。

ANSYS是一种广泛使用的有限元分析软件,可用于模拟和优化各种工程系统的动态行为。

下面将介绍如何使用ANSYS进行转子临界转速计算的步骤。

步骤1:建立模型首先,需要利用ANSYS的建模工具创建一个转子系统的三维模型。

这个模型应包括转子的几何形状、材料属性、轴承和支撑结构等。

步骤2:定义材料属性在ANSYS中,需要定义转子材料的力学性质,包括弹性模量、密度和泊松比等。

这些材料属性将用于计算转子的刚度和质量特性。

步骤3:设置运动学条件根据实际情况,需要设定转子系统的运动学条件。

这些条件包括转子的转速、转向和初始振动模态等。

在这里,通过设置转子转速为零,以静态条件进行分析。

步骤4:应用边界条件为了准确模拟真实的转子系统,在ANSYS中需要为转子系统应用适当的边界条件。

这些条件包括固定约束、轴承约束和轴向限位等。

步骤5:设置求解器选择适当的求解器来解决转子系统的动态方程。

在ANSYS中有多种求解器可供选择,如模态和频域分析。

通过运行ANSYS分析,可以计算得到转子的模态频率和振动模态。

根据线性振动理论,转子系统达到临界转速时,其中一个或几个模态频率与转子的自然频率相等。

因此,可以通过逐步增加转速并对系统进行频域分析来确定临界转速。

步骤7:结果分析根据ANSYS的计算结果,可以得到转子的临界转速。

此时,需要检查转子系统的振动模态是否符合要求,如果出现相似的振动模态,则说明转子在该转速下会发生离心振动。

步骤8:优化设计如果得到的临界转速低于设计要求,可以进行优化设计。

通过改变转子的几何形状、材料属性或支撑结构等,再次进行ANSYS模拟,以寻找更高的临界转速。

通过以上步骤,可以利用ANSYS进行转子临界转速计算。

这些计算结果对于保证转子系统的可靠性和安全运行至关重要。

基于ANSYS的发动机转子临界转速计算

基于ANSYS的发动机转子临界转速计算
计算了前2阶固有模态和振型并与试验模态分析结果进行了对比结果表明该计算模型得到的数据与试验模态结果基本一基于ANSYS的发动机转子临界转速计算
针对某小型涡喷发动机转子的实际结构,在ANSYS中建立了三维有限元模型.计算了前2阶固有模态和振型,并与试验模态分析结果进行了对比,结果表明,该计算模型得到的数据与试验模态结果基本一致.在此基础上,对转子的临界转速进行了计算.
作 者: 作者单位: 刊 名: 航空发动机 英文刊名: AEROENGINE 年,卷(期): 2009 35(5) 分类号: V2 关键词: 临界转速 航空发动机 有限元法 动力特性

基于ANSYS软件的转子系统临界转速及模态分析

基于ANSYS软件的转子系统临界转速及模态分析

第25卷第3期(总第115期)李啸夭,等:基于ANSYS软件的转子系统临界转速及模态分析2010年6月随后约束两轴承及的所有自由度及z(轴向)方向的自由度。

载荷根据分析需要进行施加。

中铝发电机转子的集中参数模型,根据经验这里共分有25个节点,其质量块和轴段的参数如下:m=[177.4301.8168.576.5167.5429.2866.0l143.7l143.7l143.7l143.7l143.7l143.7l143.7l143.7l143.7l143.71143.7866.0429.2167.579.2152.5149.874.130】;f=【0.36200.5180O.16000.11000.36000.66500.27100.27100.27100.27100.27100.27100.27l00.2710O.27100.66500.36000.1100O.17000.44000.16000.12500】kg;轴承刚度K=1.764×109N/m,材料密度p=7850kg/m3;弹性模量E=210GPa;泊松比/z=0.3;额定工作转速/'t=3000r/rain。

由于典型的无阻尼模态(振型)基本方程的求解是一个经典的广义特征值问题,有许多方法用于求解。

通用有限元软件ANSYS提供了7种模态分析求解的方法。

即:Subspace法、BlockLarlCZOS法PowerDynam.ics法、Reduced法、Unsymmertic法、Damp法和QR.Damp法。

在大多数的分折过程中,一般BlockLanczos法采用Lanczos算法,使用稀疏矩阵来求解广义特征值,即通过一组向量来实现Lanczos递归141。

此处分析采用BlockI.Jal'lCZOS进行模态提取。

图1转子轴承系统模型由ANSYS求得的campbell图可知转子临界转速为一。

l=l378r/rain,n棚=3998r/min。

利用ANSYS进行转子临界转速计算

利用ANSYS进行转子临界转速计算

第 5期
张利民等 : 利用 ANSYS 进行 转子临界转速计算
35
模型, 确定同一阶振型的正进动与反进动固有频 率
[ 4]
。由 ANSYS 算 出 的数 据绘 制 一 维模 型 的
CAMPBELL 图如下:
图 1 COM BI 214 单元
2 算例
2 . 1 算例 1 如图 2 所示的转子 - 支承系统 , 其中转子总 长为 1 . 03m, 轴和盘的材料属性如下: 杨氏模量 E = 2 . 06 10 Pa , 密度
7
图 2 双支承转子 - 支承系统
2 . 1 . 1 一维模型求解法 在 ANSYS12. 0 软件中建立该转子 - 支承系 统的一维模型如图 3 所示。
图 3 一维模型
利用有限元方法计算转子临界转速时, 转子 会出现正进动和反进动。由于陀螺效应的作用, 随着转子自转角速度的提高, 反进动固有频率会 降低, 而正进动固有频率将提高。根据临界转速 的定义 , 应只对正进动固有频率进行分析。在后 处理中首先剔除负固有频率, 然后分析各阶模态 2 . 1 . 2 三维模型求解法 在 ANSYS12 . 0 中建立的三维 模型如图 6 所
2010年 10 月 第 27卷 第 5期
沈阳航空工业学院学报 Journa l o f Shenyang Institute of A e ronautica l Eng ineer ing
O ct . 2010 V o.l 27 N o. 5
文章编号 : 1007 1385( 2010) 05 0034 04
作者简介 : 张利民 ( 1985 ) , 男 , 河北廊坊人 , 硕士 研究生 , 主要研 究方向 : 航 空发 动机 强度、 振动 噪声 , E - m ai: l zhang li m in2828@ 163 . com; 王克明 ( 1954 ) , 男 , 辽宁沈阳人 , 教授 , 主要研究方向 : 航空发动机强度、 振动噪声。

利用ANSYS进行转子临界转速计算

利用ANSYS进行转子临界转速计算

算耗用时间短。计算精度较三维模型略差。
1 2 三维模 型 .
三维模 型采 用 S LD 8 O I15单元 。S LD 8 O I15单
作者简介 : 张利 民(9 5一 , , 18 ) 男 河北廊坊人 , 硕士研 究生 , 主要研 究方向: 航空发 动机 强度 、 动 噪声 , 振 E—m i:h n mi 8 8 alza ̄i n 2 @ 2
的平移和绕 , , l z轴的转动。点 的质量 和转动 ,
惯量 以实 常数形 式定 义 。 弹簧 阻尼单元 可定 义 为 C MB 1 元 , O I 4单 2 单
元模 型如 图 1所 示 。C MB 1 O I 4由两 个 节 点 ,‘ 2 、 ,
进行转子系统动力特性分析需建立简化合理的有 限元模 型 。本文 介 绍 了 两种 有 限元 建 模 方法 : 一 维模 型法和 三维模 型法 。并用 这两种 方法 对转 子

( ) 轴 作 为 弹性 直 管 单 元 处 理 , 虑 剪 切 1转 考 形 变 , 分布 ; 质量 ( ) 盘和 叶片作 为点 单 元 处 理 。点 单 元 的 2轮 质 量为轮 盘和 叶片 的总质量 , 点单元 的转 动惯 量
收 稿 日期 :00—0 2 21 6— 8
维模 型 的优点 是 : 对计 算机 配置 要求低 , 计
21年 1月 第 00 第5 2 卷 0 期 7
Ju a o S eyn stt o 院o ata E gneig or l f hn沈 阳航 空u 业f e学 报 l nier n agI t 工 学 rnui ni e A c n
0 t O0 c. l 2
V0. 7 No 5 12 .
临界转速和振型。并把两种模 型的计算结果与用传递矩阵法求得的计算结 果进行 了对 比。通 过

ansys apdl转子动力学计算例子

ansys apdl转子动力学计算例子

ansys apdl转子动力学计算例子ANSYS APDL是一种广泛使用的工程仿真软件,它可以帮助工程师对复杂的机械系统进行建模、分析和优化。

在机械系统中,转子动力学是一个非常重要的部分,因为它对于电力机械和涡轮机械等许多领域的工程应用和设计都有着至关重要的影响。

在本文中,我们将讨论如何使用ANSYS APDL进行转子动力学计算的一些例子。

1. 建立转子动力学模型在进行转子动力学计算之前,我们需要首先建立一个完整的动力学模型。

这个模型应该包括转子、轴承、密封、电机等关键部分。

在ANSYS APDL中,我们可以使用Multiphysics工具进行建模和分析。

Multiphysics工具可以帮助我们将不同的物理场耦合在一起,例如结构、热、电、磁等,并进行模拟计算。

在建模过程中,我们需要考虑到不同的转子部件特性,例如质量、惯性、刚度、阻尼等。

同时,我们还需要考虑到轴承和密封的特性,因为它们对于转子运转的稳定性和寿命有着非常大的影响。

2. 确定运动方程在建立完整的动力学模型之后,我们需要确定运动方程。

这些方程可以描述转子在运转过程中的加速度、速度和位移等变化情况。

在ANSYS APDL中,我们可以使用Modal或Transient 分析进行转子动力学计算。

Modal分析可以帮助我们确定转子在自然频率下的振动特性。

而Transient分析则可以帮助我们模拟转子在运转过程中的动态响应。

3. 执行转子动力学计算当我们确定了转子动力学模型和运动方程之后,我们就可以执行转子动力学计算了。

在ANSYS APDL中,我们可以使用ansys.mechanical.rotorst模块进行转子动力学计算。

ansys.mechanical.rotorst模块可以模拟转子在运转过程中的动态响应,并计算转子的振动、应力和变形等参数。

在执行转子动力学计算之前,我们需要输入各种参数和条件。

例如,我们需要设置转子的转速、工作条件、轴承特性、密封特性等。

利用ANSYS和坎贝尔图对燃气轮机压气机转子模态及临界转速的分析计算

利用ANSYS和坎贝尔图对燃气轮机压气机转子模态及临界转速的分析计算

CAD/CAE/CAPP/CAM现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第4期利用ANSYS和坎贝尔图对燃气轮机压气机转子模态及临界转速的分析计算龚建政,钟芳明,贺星,汤华涛(海军工程大学船舶与动力学院,武汉430033)摘要:建立了某型燃气轮机低压压气机转子的几何模型,使用可计算陀螺效应的体单元建立了转子的有限元模型。

利用数值仿真软件求解转子的前8阶模态,并基于其高速旋转结构模态分析功能画出了特征频率随转速的变化曲线即坎贝尔图。

计算得到了一阶临界转速,并就支承刚度对其影响进行了研究。

计算结果表明:转子的设计具有良好的结构刚度;设计中需要对压气机转子第4级轮盘附近转鼓的强度给予一定的重视;转子系统临界转速安全系数合理;支承刚度的改变对临界转速的影响处于非敏感区,有利于转子的稳定运行。

关键词:燃气轮机;压气机转子;有限元;模态分析;坎贝尔图;临界转速中图分类号:TK47文献标志码:A文章编号:1671--3133(2012)04—0073—05Modeanalysisandcriticalspeedcalcuiationrotoronalow.pressureoncompressor(CollegerotorareofmarinegasturbinebasedMarinePower,NavalUniv.ofaANSYSGongJianzheng,ZhongFangming,HeXing,TangHuataoofNavalArchitectureandEngineering,Wuhan430033,China)aAbstract:Afull—scalemock-upandfiniteelementmodelforlowcompressorrotorofongas-turbinea托built.Firsteisht8pleedmodesofcalculated.Curvesofeigenfrequenciesaredrawnbasedmodeanalysisofhishrotationstructuresandcampellgoodinri-diagramisgiven.Criticalspeediscalculatedandeffectsofstiffnessofbe撕nga弛analyzed.Resultsshowtherotorisgidity.Specialattentionshouldbepaidintostrengthofrotoradjacenttothe4thstageofthecompressor.Thesafetyfactorofcriti・tOcalspeedis1.72andisnotsensitivesuppoRstiffness.analysis;campeildiagram;criticalspeedKeywords:gas・turbine;compressorrotor;finiteelement;mode机械振动产生破坏主要因共振引起,各阶固有频率和振型是结构承受动力荷载的重要设计参数…。

Ansys转子动力学

Ansys转子动力学

基于ANSYS的转子动力学分析1、题目描述如图1-1所示,利用有限原原理计算转子临界转速以及不平衡响应。

图1-1 转子示意图及尺寸2、题目分析采用商业软件ANSYS进行分析,转子建模时用beam188三维梁单元,该单元基于Timoshenko梁理论,考虑转动惯量与剪切变形的影响。

每个节点有6个(三个平动,三个转动)或7各自由度(第七个自由度为翘曲,可选)。

轴承用combine214单元模拟。

该单元可以模拟交叉刚度和阻尼。

只能模拟拉压刚度,不能模拟弯曲或扭转刚度。

该单元如图2-1所示,其有两个节点组成,一个节点在转子上,另一个节点在基础上。

图 2-1 combine214单元对于质量圆盘,可以用mass21单元模拟,该单元有6个自由度,可以模拟X,Y,Z 三个方向的平动质量以及转动惯性。

3、计算与结果分析 3.1 转子有限元模型建模时,采用钢的参数,密度取37800/kg m ,弹性模量取112.1110pa ,泊松比取0.3。

轴承刚度与阻尼如表1所示,不考虑交叉刚度与阻尼,且为各项同性。

表 3-1 轴承刚度与阻尼参数Kxx Kyy Cxx Cyy 4e7N/m4e7N/m4e5N.s/m4e5N.s/m将转子划分为93个节点共92个单元。

有限元模型如图3-1所示。

图3-1 转子有限元模型施加约束时,由于不考虑纵向振动与扭转振动,故约束每一节点的纵向与扭转自由度,同时约束轴承的基础节点。

施加约束后的模型如3-2所示。

图3-2 施加约束后的有限元模型3.1 转子临界转速计算在ANSYS中可以很方便的考虑陀螺力矩的影响。

考虑陀螺力矩时,由于陀螺矩阵是反对称矩阵,所以求取特征值时要用特殊的方法。

本文考虑陀螺力矩的影响,分析了在陀螺力矩的影响下,转子涡动频率随工作转速的变化趋势,其Campell图如图3-3所示。

同时给出了转子的前四阶正进动涡动频率与反进动涡动频率以及固有频率。

如表3-2所示。

表3-2 转子涡动频率随转速的变化Ω(rpm)010000200003000040000ω(Hz)54.73854.83355.02755.24855.478 F1ω(Hz)54.73854.13153.93853.71853.489 B1ω(Hz)174.12174.85175.61176.38177.14 2Fω(Hz)174.12173.31172.55171.78171.02 2Bω(Hz)301.97303.56305.18306.82308.46 3Fω(Hz)301.97300.35298.76297.19295.63 3Bω(Hz)484.00488.60493.24497.93502.65 F4ω(Hz)484.00479.44474.92470.45466.02 4B图3-3 转子Campell图从表3-2与图3-3可以看出,陀螺力矩提高了转子的正向涡动频率,降低了转子的反向涡动频率。

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