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《高速旋轉(zhuǎn)輪盤模態(tài)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、高速旋轉(zhuǎn)輪盤模態(tài)分析在進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件進(jìn)行模態(tài)分析，求解出其固有頻率和相應(yīng)的模態(tài)振型。通過合理的設(shè)計(jì)使其工作轉(zhuǎn)速盡量遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率。而對(duì)于高速部件，工作時(shí)由于受到離心力的影響，其固有頻率跟靜止時(shí)相比會(huì)有一定的變化。為此，在進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)需要考慮離心力的影響。通過該實(shí)驗(yàn)掌握如何用ANSYS進(jìn)行有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。一．問題描述本實(shí)驗(yàn)是對(duì)某高速旋轉(zhuǎn)輪盤進(jìn)行考慮離心載荷引起的預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析，求解出該輪盤的前5階固有頻率及其對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型。輪盤截面形狀如圖所示，該
2、輪盤安裝在某轉(zhuǎn)軸上以12000轉(zhuǎn)/分的速度高速旋轉(zhuǎn)。相關(guān)參數(shù)為：彈性模量EX＝2.1E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3，密度DENS＝7.8E-9Tn/mm3。1-5關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)：1(-10,150,0)2(-10,140,0)3(-3,140,0)4(-4,55,0)5(-15,40,0)L=10+（學(xué)號(hào)×0.1）RS=5二．分析具體步驟1.定義工作名、工作標(biāo)題、過濾參數(shù)①定義工作名：Utilitymenu>File>Jobname②工作標(biāo)題：Utilitymenu>File>ChangeTitle（個(gè)人
3、學(xué)號(hào)）2.選擇單元類型本實(shí)驗(yàn)將選用六面體結(jié)構(gòu)實(shí)體單元來分析，但在建模過程中需要使用四邊形平面單元，所有需要定義兩種單元類型：PLANE42和SOLID45，具體操作如下：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete18①“StructuralSolid”→“Quad4node42”→Apply（添加PLANE42為1號(hào)單元）②“StructuralSolid”→“brick8node45”→ok（添加六面體單元SOLID45為2號(hào)單元）在Element
4、Types(單元類型定義)對(duì)話框的列表框中將會(huì)列出剛定義的兩種單元類型：PLANE42、SOLID45，關(guān)閉ElementTypes(單元類型定義)對(duì)話框，完成單元類型的定義。1.設(shè)置材料屬性由于要進(jìn)行的是考慮離心力引起的預(yù)應(yīng)力作用下的輪盤的模態(tài)分析，材料的彈性模量EX和密度DENS必須定義。①定義材料的彈性模量EXMainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Structural>Linear>Elastic>Isotropic彈性模量EX＝2.1
5、E5泊松比PRXY＝0.3②定義材料的密度DENSMainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>densityDENS=7.8E-92.實(shí)體建模對(duì)于本實(shí)例的有限元模型，首先需要建立輪盤的截面幾何模型，然后對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后通過截面的有限元網(wǎng)格掃描出整個(gè)輪盤的有限元模型。具體的操作過程如下。①創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)操作：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS列出各點(diǎn)坐標(biāo)值Utilit
6、ymenu>List>Keypoints>Coordinateonly18②由關(guān)鍵點(diǎn)生成線的操作：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>InActiveCoord18③建立圓角：Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>LinesFillet18④生成面：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines（逆時(shí)針選線）185.劃分網(wǎng)絡(luò)
7、MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool①對(duì)全局進(jìn)行設(shè)置。單擊SizeControls(尺寸控制區(qū))全局設(shè)置項(xiàng)(Global)的Set按鈕，將彈出GlobalElementSizes單元尺寸全局設(shè)置對(duì)話框在對(duì)話框中輸入ElementedgeLength(單元邊長(zhǎng)度)為6。②單擊SizeControls(尺寸控制區(qū))Lines(線設(shè)置項(xiàng))的按鈕，將彈出ElementSizeonPickedLines(在所選線上定義單元尺寸)的拾取對(duì)話框。用鼠標(biāo)左鍵在圖形輸出窗口中拾取圓角
8、對(duì)應(yīng)的線。單擊ok按鈕，將彈出ElementSizeonPickedLines(在所選線上定義單元尺寸)對(duì)話框，在對(duì)話框中輸入No.ofelementdivisions(每條線將要分成的單元數(shù))為1，設(shè)定圓角處對(duì)應(yīng)的線只分一個(gè)單元。(由于是模態(tài)分析，只要能反應(yīng)出需要知道的前幾階模態(tài)就行，而不需要知道具體的應(yīng)力值，所以不需要對(duì)此處進(jìn)行單元細(xì)化。)③對(duì)分網(wǎng)進(jìn)行控制。在分網(wǎng)控制區(qū)的Mesh下拉框中選定分網(wǎng)類型為Area(面)，Sha
