《mems cad》高速旋轉(zhuǎn)輪盤模態(tài)分析

《《mems cad》高速旋轉(zhuǎn)輪盤模態(tài)分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、MEMSCAD實驗報告學(xué)院：儀器與電子學(xué)院專業(yè)：微電子學(xué)號：姓名：高速旋轉(zhuǎn)輪盤模態(tài)分析在進行高速旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力設(shè)計時，需要對轉(zhuǎn)動部件進行模態(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)計使其工作轉(zhuǎn)速盡量遠離轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率。而對于高速部件，工作時由于受到離心力的影響，其固有頻率跟靜止時相比會有一定的變化。為此，在進行模態(tài)分析時需要考慮離心力的影響。通過該實驗掌握如何用ANSYS進行有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析。一．問題描述本實驗是對某高速旋轉(zhuǎn)輪盤進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階固有頻率及其對應(yīng)的模態(tài)振型。輪盤截面形狀如圖所示，該輪盤安裝在某

2、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×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（個人學(xué)號）2.選擇單元類型33本實驗將選用六面體結(jié)構(gòu)實體單元來分析，但在建模過程中需要使用四邊

3、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/Delete①“StructuralSolid”→“Quad4node42”→Apply（添加PLANE42為1號單元）②“StructuralSolid”→“Quad8node45”→ok（添加六面體單元SOLID45為2號單元）在ElementTypes(單元類型定義)對話框的列表框中將會列出剛定義的兩種單元類型：PLANE42、SOLID45，關(guān)閉ElementTypes(單元類型定義)對話框，完成單元類型的

4、定義。1.設(shè)置材料屬性由于要進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＝2.1E5泊松比PRXY＝0.3②定義材料的密度DENSMainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>densityDENS=7.8E-92.實體建模對于本實例的有限元模型，首先需要建立輪盤的截面幾

5、何模型，然后對其進行網(wǎng)格劃分，最后通過截面的有限元網(wǎng)格掃描出整個輪盤的有限元模型。具體的操作過程如下。①創(chuàng)建關(guān)鍵點操作：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS列出各點坐標(biāo)值Utilitymenu>List>Keypoints>Coordinateonly33②由關(guān)鍵點生成線的操作：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>InActiveCoord③建立圓角：Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Line

6、sFillet33④生成面：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines（逆時針選線）5.劃分網(wǎng)絡(luò)MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool①對全局進行設(shè)置。單擊SizeControls(尺寸控制區(qū))全局設(shè)置項(Global)的Set按鈕，將彈出GlobalElementSizes單元尺寸全局設(shè)置對話框在對話框中輸入ElementedgeLength(單元邊長度)為6。②單擊SizeControls(尺寸控制區(qū))Lines(線設(shè)置項)的按鈕，將彈出ElementSizeo

7、nPickedLines(在所選線上定義單元尺寸)的拾取對話框。用鼠標(biāo)左鍵在圖形輸出窗口中拾取圓角對應(yīng)的線。單擊ok按鈕，將彈出ElementSizeonPickedLines(在所選線上定義單元尺寸)對話框，在對話框中輸入No.ofelementdivisions(每條線將要分成的單元數(shù))為1，設(shè)定圓角處對應(yīng)的線只分一個單元。(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，所以不需要對此處進行單元細化。)③對分網(wǎng)進行控制。在分網(wǎng)控制