转子动力学 ——载荷和约束
施加准静态荷载在静态分析中,根据陀螺矩阵和瞬时节点速度计算陀螺力。就像在动力学分析中一样,陀螺矩阵是由旋转速度输入( OMEGA 或者CMOMEGA )和CORIOLIS 指令的激活产生的。
使用IC 和ICROTATE 指定节点速度。根据模型中使用的有限元,可能需要一个或两个命令。例如,如果您的模型是线单元模型(每个节点6个自由度),因为所有节点都位于旋转速度轴上,所以使用IC 输入直接强制节点旋转速度(OMGX, OMGY或OMGZ)。如果您的模型是实体单元模型(每个节点有3个自由度),请使用ICROTATE 输入指定旋转速度和旋转速度轴,以生成等效的节点平移速度。如果您的模型是壳单元模型(每个节点有6个自由度),请使用ICROTATE 和IC 命令指定平移和旋转节点速度。
分析中还包括由ICROTATE定义引起的离心力。
定义旋转力
瞬态分析中的旋转力
在瞬态分析中,使用表阵列参数定义旋转力,以指定每个方向、每个时间步的力的振幅。
质量不平衡力的方程可以在质量不平衡瞬态力中找到。
谐波分析中的旋转力
由于谐波分析中使用了复数符号,因此旋转载荷既定义为实部分量,又定义为虚部分量。例如,要在(Y Z)平面上施加逆时针方向(Y到Z)旋转的旋转力F0,力分量为:
F0 = 1.e+6 ! sample force component value
INODE = node(0.1,0,0) ! sample node number
F,INODE,fy,F0 ! real fy component at node INODE
F,INODE,fz,,-F0 ! imaginary fz component at node INODE
如果需要包括一个相位,力分量的表达式如下:
F0是力的幅值。对于不平衡,振幅等于质量乘以质量偏心到自转轴的距离。
α为力的相位,仅当定义多个具有不同相对相位的此类力时才需要。
如果旋转谐波负载与转速同步或异步,则使用SYNCHRO命令。在这种情况下,不平衡产生的力的振幅表示质量乘以偏心质量的半径。自旋平方因子自动引入。
注意:
在使用基于组件旋转(CMOMEGA)的分析中定义不平衡力时,请确保在连接到属于旋转组件的元素的节点上施加力。
定义旋转力
谐波分析中的旋转力
实体或壳模型不平衡产生的分布力
如果实体模型或壳模型不完全是轴对称的,它会产生不平衡力,在谐波分析中可能需要考虑这些不平衡力。要确定和应用这些力,请执行以下操作:
• 在转子模型的旋转速度轴(中心线)上创建节点。
• 将模型耦合到定义刚性区域的中心节点(CERIG命令)。
• 如果旋转速度沿X,则在中心节点处约束UY、UZ和ROTX自由度。不要限制轴承位置。
• 使用单位转速进行静态分析(OMEGA命令下的OMEGX=1.0)。
• 在后置处理器(/POST1)中,检索并存储中心节点处的反作用力(在*GET命令上,Entity=Node,Item1=RF)。
• 可以在完成以下操作后执行谐波分析:
–删除了中心节点的约束。
–在轴承位置添加了限制条件。
–在中心节点施加储存反作用力。确保使用相反的符号并定义复旋转力。
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