干货 | Workbench界面下转子的谐波响应分析

2017-12-28 by:CAE仿真在线来源:互联网

结构质量的不均匀或结构不平衡对旋转机械的动力学性能有很大影响,为了满足相关标准和规格,设计者需要将这些影响因素考虑在内,以往转子的谐波响应分析都是在ANSYS经典中完成,在V16.0版本以后,Workbench界面下也可以进行转子的谐波响应分析。

在Workbench界面下的谐波响应分析只支持完全法,同时要打开Analysis Settings中的Coriolis Effect。如下为某转子结构的谐波响应分析,模型建立同正常分析即可,主轴简化为线体结构,约束转轴上节点的轴向和绕轴转动的自由度,主轴两端添加对应大小的质量点。

轴承单元采用Bearing连接,Bearing连接可以考虑交叉刚度,同时用户还可以设置刚度随转速变化,但是Bearing不提供轴向和绕轴转动刚度,只提指定平面内的刚度。此处采用Body to Ground中的Bearing连接。

在Workbench界面下,转子谐波响应分析用Rotating Force来考虑不平衡力,用户可以输入不平衡质量或直接输入不平衡力,如下图所示,此处案例为输入不平衡质量,可以通过修改Calculated From来设置为直接输入不平衡力。

这种输入设置下,激励频率与结构旋转频率同步,ANSYS根据谐响应施加的激励频率来计算结构的旋转频率,不平衡力F=ω^2*Unbalance,激励力的幅值与转速的平方成正比。在转子动力学谐响应分析中,可以提取结构的幅频曲线,如下所示。

在结果后处理中,还可以提取Bearing处支反力的幅频曲线图,如下图所示。Workbench界面下转子的谐波响应分析相对经典界面而言,简单易用非常贴近工程实际,可以让仿真工程师从复杂的软件中操作中解放出来。

综上可知,在经典和Workbench界面下都可以很好的进行非对称结构的转子动力学分析,而且陀螺效应的考虑不受计算模型上的限制,使得转子动力学有限元分析变得简单高效。

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