資源描述：
《高速旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)模態(tài)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、高速旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)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(guò)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。了解如何用ANSYS進(jìn)行有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。一．問(wèn)題描述對(duì)某高速旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)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(pán)的前10階固有頻率及其對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型。輪盤(pán)截面形狀如圖所示，該輪盤(pán)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
2、.1E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3，密度DENS＝7.8E-9Tn/mm3。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)6(-15,10,0)RS=5二．分析具體步驟1.定義工作名、工作標(biāo)題、過(guò)濾參數(shù)①定義工作名：Utilitymenu>File>yuanpan②工作標(biāo)題：Utilitymenu>File>yuanpan2.選擇單元類(lèi)型本實(shí)驗(yàn)將選用六面體結(jié)構(gòu)實(shí)體單元來(lái)分析，但在建模過(guò)程中需要使用四邊形平面單元，所有需要定義兩種單元類(lèi)型：PLANE42和SOLID45，具體操作如下：Ma
3、inMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete①“StructuralSolid”→“Quad4node42”→Apply（添加PLANE42為1號(hào)單元）②“StructuralSolid”→“Quad8node45”→ok（添加六面體單元SOLID45為2號(hào)單元）3.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(pán)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>Structur
4、al>Linear>Elastic>Isotropic彈性模量EX＝2.1E5泊松比PRXY＝0.3②定義材料的密度DENSMainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>densityDENS=7.8E-91.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(pán)的截面幾何模型，然后對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后通過(guò)截面的有限元網(wǎng)格掃描出整個(gè)輪盤(pán)的有限元模型。具體的操作過(guò)程如下。①創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)操作：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS②由關(guān)鍵點(diǎn)生成線(xiàn)
5、的操作：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>InActiveCoord③建立圓角：Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>LinesFillet④生成面：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines5.劃分網(wǎng)絡(luò)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
6、出GlobalElementSizes單元尺寸全局設(shè)置對(duì)話(huà)框在對(duì)話(huà)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(xiàn)設(shè)置項(xiàng))的按鈕，將彈出ElementSizeonPickedLines(在所選線(xiàn)上定義單元尺寸)的拾取對(duì)話(huà)框。用鼠標(biāo)左鍵在圖形輸出窗口中拾取圓角對(duì)應(yīng)的線(xiàn)。單擊ok按鈕，將彈出ElementSizeonPickedLines(在所選線(xiàn)上定義單元尺寸)對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中輸入No.ofelementdivisions(每條線(xiàn)將要分成的單元數(shù))為1，設(shè)定圓角處對(duì)應(yīng)的線(xiàn)只分一個(gè)單元。(由于是模態(tài)
7、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(lèi)型為Area(面)，Shape(網(wǎng)格形狀)設(shè)置為Quad(四邊形)，分網(wǎng)方式設(shè)置為Free(自由分網(wǎng))。④對(duì)面進(jìn)行分網(wǎng)。在MeshTool(分網(wǎng)工具)對(duì)話(huà)框中單擊Mesh按鈕，將彈出MeshAeras(對(duì)面劃分網(wǎng)格)拾取對(duì)話(huà)框。從圖形輸出窗口中拾取創(chuàng)建的面，單擊ok按鈕。完成網(wǎng)格劃分。6.出整個(gè)輪盤(pán)的有限元模型通過(guò)將面繞軸旋轉(zhuǎn)成有限元實(shí)體模型的功能，將前面建立的輪盤(pán)截面有限元網(wǎng)格，圍繞定義的旋
