各位大牛 请教一个关于ANSYS的问题

ttwwooblue

1. 我用Riccati传递矩阵法和ANSYS计算了同一转子（单跨多质量）的临界转速，试了好多次结果也不一样（差别很大）....请各位指点一下是为什么？？

2.用ANSYS如何计算转子的不平衡响应？

谢谢了！！

NASA

你使用什么单元计算的？

frogfish

这个我也算过，用梁单元做的

一阶临界转速还可以，不过二阶开始就相差很大了

还没找到原因，请大虾指教

aspen

这个问题我们专门讨论过，以下是我们的一个讨论总结你可以看看

讨论主题：ANSYS中结构的模态分析


时间：2005-5-18 19:30

介绍人：王东华

讨论内容：
以直叶片的模态分析为例，介绍模态分析的基本方法
以转子的模态分析为例，介绍转子模态分析的过程，讨论分析中出现的一些问题：
使用梁单元进行分析，x方向为轴向，不限制x方向，限制y，z方向，得出的一二阶固有频率结果和初参数方法误差很小。而采用实体单元，容易出现偏差很大的情况。
           考虑原因，经过讨论，认为可能有以下几个原因：
                   - 载荷的约束问题？
                   - 在ANSYS中是否考虑了陀螺效应？（这个不知道，个人认为应该没有考虑）
                   - 由于实体模型，轮盘的模态对转子整体的模态又没有影响？

附注：在一本ANSYS范例中介绍了一个转子临界转速求解的例子，看了一下，也没有什么特殊之处。本来想拿那个例子进行讲解，结果建模出现问题，只好作罢。将来有时间可以再找个类似的例子来做。
另外，在MSC公司的Partran/Nastran2005中加入了转子特性计算模块，但是不知道效果如何？目前没有这方面的例子。MSC公司的网页上也没有。如果将来谁有时间，也可以尝试一下。

frogfish

ANSYS用于转子临界转速计算

1 转子临界转速概念
转子的固有频率除了与转子结构（和支承结构）参数有关外，它还随转子涡动转速和转子自转转速的变化而变化。在转子不平衡力驱动下，转子一般作正同步涡动，当转子涡动转速等于转子固有频率时，转子出现共振,相应转速就称为该转子的临界转速。

2 转子临界转速计算对程序的要求
计算转子临界转速必须能够考虑旋转结构涡动时产生的陀螺效应对转子临界转速的影响，这是转子临界转速计算同其他非旋转结构固有频率计算的差异所在。一般有限元程序不具备计算转子临界转速的功能。

3 ANSYS的临界转速计算功能
1) 计算转子临界转速可用单元
BEAM4；
PIPE16。
COBIN14(用于模拟带阻尼的弹性支撑)
2) 单元特性及实常数
BEAM4和PIPE16:
Keyoption(7)=1
实常数Spin=转子自转角速度（ω） rad/s。
3) 特征值求解方法
选取DAMP方法求解特征值。
4) 计算结果处理
采用有限元方法计算转子临界转速时，转子会出现正进动和反进动。由于陀螺效应的作用，随着转子自转角速度的提高，反进动固有频率将降低，而正进动固有频率将提高。根据临界转速的定义，应只对正进动固有频率（Ωc）进行分析。
在后处理中首先剔除负固有频率，然后分析各阶模态振型，确定同一阶振型的正进动和反进动固有频率。
改变转子自转角速度（ω），计算出新的Ωc，最后画出Ωc～ω曲线，根据临界转速的定义，当Ωc=ω时，Ωc即所求临界转速。需注意：由于Ωc的单位为Hz，而ω为rad/s，计算时应转换单位。

4 算例
单转子结构如图1所示，转子轴近似无质量，轮盘密度8*104Kg/m3,其余材料参数为：
E=200Gpa μ=0.3


图1 模型转子结构(mm)  
理论临界转速：

式中，m：轮盘质量；
k11：轮盘处转子横向刚度；
k22：轮盘处转子弯曲刚度；
k12：轮盘处转子横向与弯曲耦合刚度；
Jd：轮盘直径转动惯量
Jp：轮盘极转动惯量

图1所示模型转子的理论临界转速、ANSYS计算结果和一般传递矩阵方法计算的临界转速对比见表1。
表1 计算结果对比


计算方法  理论值（Hz） ANSYS（HZ） 传递矩阵法（Hz）
转子一阶临界转速  339.8  346.3 324.9
误差 -  1.9%  4.4%

算例命令流文件如下：

1. /PREP7
   
2. ET,1,BEAM4
   
3. !*
   
4. KEYOPT,1,2,0
   
5. KEYOPT,1,6,0
   
6. KEYOPT,1,7,1
   
7. KEYOPT,1,9,0
   
8. KEYOPT,1,10,0
   
9. *SET,p,acos(-1)
   
10. *SET,R1,5
    
11. *SET,R2,60
    
12. R,1,p*R1**2,p*R1**4/4,p*R1**4/4,2*R1,2*R1, ,
    
13. RMORE, ,p*R1**4/2, , ,2175, ,
    
14. R,2,p*R2**2,p*R2**4/4,p*R2**4/4,2*R2,2*R2, ,
    
15. RMORE, ,p*R2**4/2, , ,2175, ,
    
16. !*
    
17. MPTEMP,,,,,,,,
    
18. MPTEMP,1,0
    
19. MPDATA,EX,1,,2e5
    
20. MPDATA,PRXY,1,,.3
    
21. MPTEMP,,,,,,,,
    
22. MPTEMP,1,0
    
23. MPDATA,DENS,1,,1e-10
    
24. MPTEMP,,,,,,,,
    
25. MPTEMP,1,0
    
26. MPDATA,EX,2,,2E5
    
27. MPDATA,PRXY,2,,.3
    
28. MPTEMP,,,,,,,,
    
29. MPTEMP,1,0
    
30. MPDATA,DENS,2,,8E-8
    
31. K, ,,,,
    
32. K, ,100,,,
    
33. TYPE, 1
    
34. MAT, 1
    
35. REAL, 1
    
36. ESYS, 0
    
37. LSTR, 1, 2
    
38. LESIZE,ALL, , ,200, ,1, , ,1,
    
39. LMESH, 1
    
40. D,1,UX
    
41. D,1,UY
    
42. D,1,UZ
    
43. D,102,UY
    
44. D,102,UZ
    
45. FLST,2,1,2,ORDE,1
    
46. FITEM,2,200
    
47. EMODIF,P51X,MAT,2,
    
48. FLST,2,1,2,ORDE,1
    
49. FITEM,2,200
    
50. EMODIF,P51X,REAL,2,
    
51. FINISH
    
52. /SOLU
    
53. !*
    
54. ANTYPE,2
    
55. !*
    
56. MODOPT,DAMP,40
    
57. EQSLV,FRONT
    
58. MXPAND,40, , ,0
    
59. LUMPM,0
    
60. PSTRES,0
    
61. !*
    
62. MODOPT,DAMP,40,10,40000, ,OFF
    
63. /STATUS,SOLU
    
64. SOLVE
    
65. FINISH  

复制代码

frogfish

第二个问题就是瞬态动力学分析吧，要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。

zengzhan

请大家发我一个完整的临界转速例子，上面这个看不懂，还有后期数据怎么提取，求救

kanghui

kanghui

如何施加偏心影响？

kanghui

看不清你的例子，我算得传递矩阵法和ansys的结论了差的离谱

kanghui

指的是三阶，前两阶符合的很好

米三古余月

谢谢！你的答复让我对转子系统的模态分析有点思路了。

123edc

希望能提供一个完整点的例子吧，我是初学者

relax601

同轴共振器是管状结构，建模方式可选择“自顶向下建模”，其中进出口直径di=do=350mm，膨胀腔内径D=700mm，膨胀腔长度为L1=1200mm，进出管道壁厚h=4mm, 实孔直径d=20mm，距离共振腔左端距离L2=600mm ,一圈共12个孔对称分布：
其中在圆柱上对称分布的孔怎么样才能建上去啊？···有没有大大能帮我解决这个问题啊！！！不知道怎么搞的发不了贴···这个问题困扰我很久了···

ME!

/prep7
*DIM,SPIN,,7                                      
SPIN(1) = 0
SPIN(2) = 100000
SPIN(3) = 200000
SPIN(4) = 300000
SPIN(5) = 400000
SPIN(6) = 500000
SPIN(7) = 600000                                                                              
MP,EX,1,2.11E11
MP,DENS,1,7850
MP,PRXY,1,0.3
ET,1,beam188,,,2  
*DIM,DIAM,ARRAY,16
DIAM(1) = 3.0E-2
DIAM(2) = 3.0E-2
DIAM(3) = 3.4E-2
DIAM(4) = 3.4E-2
DIAM(5) = 3.4E-2
DIAM(6) = 4.1E-2
DIAM(7) = 5.8E-2
DIAM(8) = 4.4E-2
DIAM(9) = 4.2E-2
DIAM(10) = 4.0E-2
DIAM(11) = 4.1E-2
DIAM(12) = 3.4E-2
DIAM(13) = 3.4E-2
DIAM(14) = 3.4E-2
DIAM(15) = 3.2E-2
DIAM(16) = 2.5E-2
*DO,I,1,16
   SECTYPE,I,BEAM,CSOLID
   SECDATA,DIAM(I)/2
*ENDDO
DENS=7850
ET,2,MASS21
PI = ACOS(-1)
L1=16.5E-3
L2=13.5E-3
L3=4E-3
L4=10E-3
L5=5E-3
L6=6.5E-3
L7=3E-3
L8=6.5E-3
L9=47.2E-3
L10=5E-3
L11=20.5E-3
L12=5E-3
L13=10E-3
L14=4.8E-3
L15=6.5E-3
L16=23E-3
ET,3,COMBIN14                                             
ET,4,COMBIN14
R,31,6.0E7
R,32,2.4E7
N,1,0
N,2,0.0165
N,3,0.03
N,4,0.034
N,5,0.044
N,6,0.049
N,7,0.0555
N,8,0.0585
N,9,0.065
N,10,0.1122
N,11,0.1172
N,12,0.1377
N,13,0.1427
N,14,0.1527
N,15,0.1575
N,16,0.164
N,17,0.187
N,18,0.034,0.01
N,19,0.034,0,0.01
N,20,0.044,0.01,0
N,21,0.0440,,0.01
N,22,0.1427,0.010,0
N,23,0.1427,0,0.01
N,24,0.1527,0.01,0
N,25,0.1527,0,0.01
TYPE,1                                                   
*DO,I,1,16  !设定随后梁单元划分将要使用的截面编号
   SECNUM,I
   E,I,I+1
*ENDDO                                                
TYPE,3                                                   
REAL,31
E,4,18
E,5,20
E,13,22
E,14,24
TYPE,4
REAL,32
E,4,19
E,5,21
E,13,23
E,14,25
finish
/SOLU
D,18,,0,,25,1,UX,UY,UZ
D,4,,0,,5,1,UX
PI=ACOS(-1)
ANTYPE,MODAL                                    
MODOPT,QRDAMP,20,,,ON
MXPAND,20
CORIOLIS,ON,,,ON
*DO,I,1,7
   OMEGA,SPIN(I)*PI/30
   SOLVE
*ENDDO
finish
/POST1
PRCAMP,,1,RPM                                          
PLCAMP,,1,RPM
*GET,CRIC1,CAMP,2,VCRI
*GET,CRIC2,CAMP,4,VCRI
*GET,CRIC3,CAMP,6,VCRI


把我的完整的命令流贴出来，大家分享一下