转子动力学仿真

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7800kg/m3，弹性模量取2.11?1011pa，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/m 4e7N/m 4e5N.s/m 4e5N.s/m 将转子划

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7800kg/m3，弹性模量取2.11?1011pa，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/m 4e7N/m 4e5N.s/m 4e5N.s/m 将转子划

关于ansys做转子动力学问题若干思考（百思论坛）

最近想学习一下ansys做转子动力学分析,看了点资料,有点自己感想还有一些别的网友的建议,个人认为比较不错的贴了出来

一 转子动力学插件:

转子动力学插件 演示版 我已经用了 基本上图形可以出来,由于版本原因 例程和实际的对应有点问题,如果要有时间我可以把我做的过程,贴出来.

难点:坎贝尔图 我有些不太了解 1 2 5 10频率 还有一些刚度考虑的随转速在变化,有函数关系 例子上提到了用matrix27模拟刚度,而它只用了刚度阻尼单元,好像没有考虑刚度x y的交叉项,另外因为是演示版,节点有所限制 总的来说 不错!

将来的要做的工作: 滑动轴承模拟 滚动轴承模拟 挤压油膜阻尼器 密封

转定件接触(碰摩) 电磁场耦合

自润滑轴承(石墨)

有感:

各位学习ansys的高手,有没有兴趣自己开发上面单元,这是很有用的工作,我很感兴趣,但有碍于自己知识水平有限,尤其理论水平,有心无力,如果有对此感兴趣的希望一起研究研究;

另外对于ansys做转子的动力学的书籍 市场上几乎没有,呵呵 希望能组织一些人力 把这本书完成

功在当代 利在千秋

提示:

1 根据本人自己瞎琢磨,以及看论坛的各位高手的留

车辆动力学主要仿真软件

1960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA，主要解决多自由度无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量－弹簧－阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。

随着多体动力学的诞生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年,美国密西根大学的N.Orlandeo和M.A.Chace等人基于拉格朗日方法，研制的ADAMS软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率。1977年,美国Iowa大学在E.J.Haug教授的引导下，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。

德国航天局DLR早在20世纪70年代，Willi Kortüm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件

车辆动力学主要仿真软件

1960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA，主要解决多自由度无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量－弹簧－阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。

随着多体动力学的诞生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年,美国密西根大学的N.Orlandeo和M.A.Chace等人基于拉格朗日方法，研制的ADAMS软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率。1977年,美国Iowa大学在E.J.Haug教授的引导下，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。

德国航天局DLR早在20世纪70年代，Willi Kortüm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件

第二章动力学基础

§2.1

2.1.1

基本概念

质点系统动力学

[5]

一、约束及其分类

1.约束和约束方程

在力学中，限制非自由质点系中各个质点的位置和运动的各种条件称为约束。质点．．系可分为自由系统和非自由系统。不受约束作用的系统称为自由系统。如果把太阳系中．．．．各个星体简化为质点，则太阳系就可以视为自由质点系统。与此相反，受到约束作用的系统，则称为非自由系统。工程中所有的机器和机构都是非自由质点系统。．．．．．

对于非自由系统来说，约束对系统中各个质点的运动提供了限制条件。这些限制条件可以用数学方程表示出来，我们把用数学方程所表示的约束关系称为约束方程。．．．．

2.约束的分类

根据约束对质点系限制作出的不同，可以把约束按其性质分为以下几种类型。（1）稳定约束和非稳定约束。根据约束是否与时间参数t有关，可把约束分为稳定约束（又称定常约束）和非稳定约束（又称非定常约束）。所谓稳定约束，就是指约束．．．．的性质不随时间变化，即在这种约束的约束方程中，不显含时间参数t。稳定约束的约束方程一般形式为

fj(x1,y1,z1; ;xn,yn,zn;x zn) 01,y1,z1; ;xn,yn,

(j 1,2, ,s)

（2.1）

式中n——质点系中质点

Research on Simulating and modelling Dynamics of

Double clutch transmission (DCT)

Ye YUAN, Jianjun YI# ,Xu GENG

Dept.of Mechanical Engineering,

East China University Of Science and Technology,

Shanghai 200237, P.R.China # Corresponding Author / E-mail:

Abstract: Shifts in a dual-clutch transmission (DCT) are realized

by torque transfer from one clutch to another without traction interruption. Thus the shift raw is quite important for the performance of DCT. Analyzing the dynamics and its raw of DCT, dynamic model and the contr

内燃机系统动力学仿真

信息来源：轻型汽车技术

一、引言

汽车内燃机作为整车研发中技术含量最高、最核心的技术，开发目标的要求和难度越来越高。为满足现代汽车内燃机工业的发展需要，必须对传统的以经验加试验的设计方法进行改进。近年来，虚拟样机技术在内燃机领域获得了越来越广泛的应用。ADAMS（Automatic Dynamic Analysisof Mechanical System）是美国MDI公司（2002年被MSC收购）研制的集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机专业软件。现在世界上主要汽车制造商都在应用ADAMS数字化虚拟样机软件，它可仿真任何运动系统。ADAMS虚拟样机技术的基本应用过程如图1所示。本文初步实现其中的前期处理部分，通过建立内燃机的虚拟样机模型，利用ADAMS软件对其进行了动力学仿真分析，仿真结果与客观实际相符。本文应用虚拟样机技术对内燃机模型进行动力学仿真，为汽车内燃机的设计提供了新思路。

二、内燃机虚拟样机建模

（一）将三维模型导入ADAMS仿真环境

本文采用美国PTC公司的Pro/E作为建模软件，建立的内燃机主体三维模型如图2所示。然后利用ADAMS/Exchange模块将在Pro/E中装配好的内燃机模型导入ADAMS/View环

兵工自动化Or na c nd s r t d n e I u t y Au om a i n to

2 l.9 0 3O

3 () 29

d i O 7 9/ g d 2 1 . 9 Ol o:1 . 6 0 b z h. 0 3 0 . 5

发动机转子叶片的动力学分析唐驾时，彭海(南大学机械与运载工程学院工程力学系，长沙 4 0 8 )湖 1 0 2

摘要：为更好地了解和掌握发动机叶片的固有振动特性，对某发动机转子叶片进行模态分析和谐响应分析。利 用大型有限元计算软件 A S S采用三维实体单元建立有限元模型，到了不同材质叶片的前 8阶固有频率和振型， NY,得 并将分析结果与实验结果比较。结果表明：钛合金更适合作为叶片的铸造材料；在简谐载荷作用下，叶顶的响应要远大于叶根部的响应值；采用 2节点的三维实体单元计算精度高；定轴转动叶片的离心力载荷主要影响叶片的扭转 0振动频率。

关键词：转子叶片；模态分析；振动；有限元中图分类号：T 2 1 . P 7 2文献标志码：A

T eDy a c a y i fE g n t rBl d h n mi s An l sso n i eRo o a eT n i s i Pe g Ha a

第15章 转子动力学分析实例

15.1转子动力学理论背景

15.1.1 概述

带有旋转部件的整体结构，比如说飞机引擎，它的动力学行为分析需要旋转部件、定子部件和不同的连接设备的模型。模型的处理过程采用的是有限元方法。为了评估系统的整体动力学性能，在对系统的主要方程进行表述之后也要对其进行不同的分析。

这些分析类型主要如下： ? ? ?

转子系统的临界转速计算；

当系统中包含控制设备时，检查在旋转速度范围内的稳定性也是必要的； 叶片丢失等不平衡引起的振动量级预测。

主要的假定有以下方面。首先，结构元件的振动水平保持弹性和几何线性行为，也就是说转子和定子都假定是线弹性的。非线性行为主要是局部的并且存在于模型装配时。另一方面，有足够能量去获得需要的旋转速度。由于弹性的定子对系统的响应有很大的影响，并且这些结构大多数不是轴对称结构，所以系统用惯性坐标系来描述。

15.1.2 转子

有三种有限元模型可用来描述转子系统。

1D模型：转子用梁、弹簧和集中质量单元来模拟，这个模型计算速度快，它适用于有大量参数需要调整时的初期设计分析。但是，比如前文提到的飞机引擎，这个模型的细节可能需要许多专业的经验还有可能耗费很多时间。

图2.1 梁