ANSYS_中的转子动力学计算

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言觉得做模态分析临界转速计算一般用实体单元的少由于不能考虑陀螺力矩shaft:可以采用beam系列模拟pipe系列也行这些能考虑陀螺力矩叶轮叶片:采用mass21模拟,计算转动惯量,质量通过实常数设置刚度阻尼陀螺质量矩阵:都可以采用matrix27模拟,当然也有用弹簧阻尼单元做的, 问题有过考虑油膜的非线性怎么模拟?2. 网友1:目前轴承计算,采用将刚度和阻尼的8个系数,以施加力和力矩的方式解决> 这个我没搞懂,如果那位给个例子3Q网友2: Pip16能考虑陀螺力矩的影响,实体单元没有角自由度因此不能考虑陀螺力矩的影响,如果你的转子没有类似大圆盘的部分或者大的转动部分在轴的接近轴向中心,或者转速不高,就不用考虑陀螺力矩的影响,可以先采用pipe16做一下看随着转速提高,陀螺力矩对固有频率的影响.网友3:可用于陀螺矩阵下列单元可用: Mass21\beam4\pipe16\beam188\beam189上面三个网友的解释,转自:simwe3 实体单元solid45我用过计算临界转速,其他的甚么都对称,计算出来的水平和竖直方向的固有频率差很多,不知道甚么原因,和用pipe16模拟的差很多,我觉得约束形式对临界转速影响很大,对于实体单元来说模拟轴承本身就不容易,所以个人倾向于用pipe16模拟轴,计算精度也不差,我做过实验一阶临界转速和实际转子系统几乎不差多少,二阶由于实验很难观察到所以这个没有对比,但是可以采用捶击法测出转子的各阶固有频率进行对比,这个我也大概试过,二阶还是差点!在simwe上的一篇文章计算转子的临界转速！！！! 计算临界转速/PREP7MP,EX,1,2.1e11MP,NUXY,1,0.3Mp,DENS,1,7850ET,1,COMBIN14ET,2,SOLID45R,1,0.1, , ,*afun,deg ! 设置角度为（度默认为弧度）r1=0.025/2r2=0.240/2l=0.025CYL4,0,0,0,0,r1,20VEXT,all, , ,0,0,l,,,,CSYS,1VGEN,18,all, , , ,20, , ,0CSYS,0VGEN,25,all, , , , ,l, ,0ASEL,NONECYL4,0,0,r1,0,r2,20VEXT,all, , ,0,0,l,,,,CSYS,1VGEN,18,all, , , ,20, , ,0VSEL,S,LOC,X,r1,r2VGEN, ,all, , , , ,10*l, , ,1ALLSEL,ALLNUMMRG,ALL, , , ,LOWNUMCMP,ALLLSEL,S,LOC,X,0,r1LSEL,A,LOC,X,r2LESIZE,all, , ,1, , , , ,0LSEL,INVELESIZE,all,l, , , , , , ,0MSHAPE,0,3DMSHKEY,1VSEL, , , ,allVSWEEP,allCM,rotor,VOLUCM,Erotor,ELEMsaveVSEL,S,LOC,Z,10*l,11*l!*/GODK,P51X, , , ,0,ALL, , , , , ,OMEGA,0,0,0,1CMOMEGA,EROTOR,100,0,0,,,, , , ,0另外希望大家推荐几个不错的论坛,我现在偶尔上上simwe,最近在刚结构注册了一个帐号好像7天以后才可以发言,现在还在等.大家要是看到有ansys做转子方面的文章论坛还有不错的帖子,希望大家跟贴我想学习一下呵呵谢谢大家!ansys10.0已将考虑了陀螺力矩,加上了这部分功能,可惜我为了装转子动力学插件,现在版本改回了8.1,希望用过10.0这个功能的可以讨论一下,那里不明白,那里懂了!如果有对这方面感兴趣的网友,看看这个帖子相当不错/vi ... 2407&highlight=simwe上的一个帖子【讨论】做转子动力学时：如何获得转子临界转速。

万方数据第５期张利民等：利用ＡＮＳＹＳ进行转子临界转速计算３５２算例图１ＣＯＭＢＩ２１４单元２．１算例１如图２所示的转子一支承系统，其中转子总长为１．０３ｍ，轴和盘的材料属性如下：杨氏模量Ｅ＝２．０６×１０１１Ｐａ，密度ｐ＝７８００ｋｇ／ｍ３，泊松比移＝０．３。

轴为实心轴，直径Ｄ＝０．０６ｍ；盘的厚度ｈ＝０．０３ｍ；直径Ｄ。

＝０．２ｍ；每个盘上有３６个叶片，叶片厚０．０２２ｍ，宽０．０２ｍ，高０．０４ｍ；假设轴承周向刚度对称并忽略阻尼，刚度为３×１０７Ｎ／ｍ。

模型，确定同一阶振型的正迸动与反进动固有频率‘４１。

由ＡＮＳＹＳ算出的数据绘制一维模型的ＣＡＭＰＢＥＬＬ图如下：＾雹Ｖ馨啜‘围４一维模型的ＣＡＭＰＢＥＬＬ圈根据ＣＡＭＰＢＥＬＬ图可知，前四阶临界转速为：９５Ｈｚ、１５４Ｈｚ、１８６Ｈｚ、３８１Ｈｚ。

由于篇幅原因只给出了第一阶振型和第四阶振型。

图２双支承转子一支承系统图５（ａ）一维模型第一阶振型２．１．Ｉ一雒模型求解法在ＡＮＳＹＳｌ２．０软件中建立该转子一支承系统的一维模型如图３所示。

圈３一维梗型利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，堕着转子自转角速譬的提亭，辱进动固有频考会Ｉｔｓ（ｂ）一维模型第四阶振型降低，而正进动固有频率将提高。

根据临界转速２．１．２三维模型求解法的定义，应只对正进动固有频率进行分析。

在后在ＡＮＳＹＳｌ２．０中建立的三维模型如图６所万方数据沈阳航空工业学院学报第２７卷刁≮：图６三维模型用ＡＮＳＹＳ建立带叶片的转子支承系统的三维模型时，为了准确地加载弹簧阻尼单元，需要在指定的位置加入硬点。

由于硬点只能加载到面单元和线单元上，所以如果想把硬点加载到转轴中心线上需要用ＡＮＳＹＳ中的Ｄｉｖｉｄｅ命令把三维模型用面切开。

这样就可以在面上创建硬点。

三维模型的ＣＡＭＰＢＥＬＬ图如图７所示：＾蛊Ｖ＊爨图７三维模型的ＣＡＭＰＢＥＬＬ图图８（ｂ）三维模型第四阶振型９９Ｈｚ、１５７Ｈｚ、１９０Ｈｚ、３９０Ｈｚ。

工 业 技 术47科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 烧结鼓风机作为烧结机配套的主抽烟机,在钢铁企业直接影响烧结矿产量的主要生产设备,因工作介质通常含有大量杂质,因结垢不均匀或局部脱落易造成不平衡故障,引起机组强烈振动,影响正常运行。

现场动平衡是有效校正烧结转子不平衡的常用方法,但每次聘用专业平衡人员进行,价格较高,该文利用有限元模型计算方法,通过一次建模可计算出转子平衡响应系数,基本可实现一次停机配重准确,大大的节约了现场实施动平衡的费用及时间。

1 现场动平衡技术目前现场运用最广泛的方法是影响系数法。

该法不必将转子从机器上拆卸下来,在现场就可进行平衡,这是一种快速、高效、高精度的现场平衡法。

一般情况下,影响系数是通过实验(或试验)获取的,但有的影响系数直接使用后平衡效果很好,而另一些影响系数直接使用后平衡效果不甚理想,这是因为影响系数本身受到平衡实验过程的影响,比如试重大小和加装位置的不同,都会导致所得到的影响系数在品质和质量上存在差异。

2 ANSYS 11.0 转子动力学模块简介ANSYS 11.0 转子动力学分析模块是高级分析技术中的一部分,即为“Rotating Structural dynamics”。

其求解的理论基础为考虑了转动效应的动力学方程:[]{}([][]){}([][]){}{}e M ii G C ii K K u F 其中[M],[C],和[K]分别为结构的质量、阻尼和刚度矩阵,[]e K 为旋转软化矩阵,[G]是由于旋转引起的附加阻尼矩阵。

基于转子动力学思想的轴系建模过程可参见用户手册,如图1是建立的烧结机叶轮有限元模型。

然后可进行转子动力学的相关计算。

3 利用有限元建模进行现场动平衡辅助首先利用ANSYS有限元软件根据烧结机转子主要尺寸、质量参数进行建模,有限元模型中取螺旋桨所在位置为坐标系原点,以轴线的方向为作为坐标系x 轴。

一、概述在工程领域，转子是一种常见的机械结构，在旋转机械设备中起着至关重要的作用。

为了确保转子在工作中具有良好的稳定性和可靠性，必须对其进行充分的模态分析和计算。

在此过程中，有限元软件ANSYS是一种常用的工具，可以对转子进行各种模态分析。

二、ANSYS壳单元转子模态计算原理在ANSYS中进行转子模态分析时，通常采用壳单元来建模。

壳单元具有较高的计算精度和效率，可以更好地模拟转子结构的变形和振动情况。

其计算原理如下：1.建立转子几何模型需要对转子的几何形状进行建模。

可以通过ANSYS中的几何建模工具进行建模，也可以直接导入CAD中的转子模型。

在建立模型时，需要考虑转子的轴线、惯性轮廓和叶片形状等因素。

2.网格划分与壳单元建模在建立了几何模型后，需要对其进行网格划分。

通常采用四边形单元或六边形单元进行划分，以保证网格密度的均匀性和合理性。

然后将四边形单元转换为壳单元，以便进行模态分析。

3.加载和约束条件设置在进行模态分析前，需要对转子模型施加适当的加载和约束条件。

加载可以是静载荷、动载荷或者其他外部作用力，约束条件可以是边界条件或轴向约束等。

这些条件的设置对模态计算结果具有重要影响。

4.模态分析计算及结果评价利用ANSYS中的模态分析工具对转子进行模态计算。

在计算完毕后，可以得到转子的各阶固有频率和对应的振动模态。

根据计算结果评价转子的振动稳定性和动力学性能。

三、ANSYS壳单元转子模态计算的优势与其他方法相比，采用ANSYS进行壳单元转子模态计算具有以下优势：1.精度高壳单元可以更好地模拟转子的结构特性，保证模态计算结果的精度和可靠性。

在进行转子模态分析时，可以更好地捕捉转子的振动情况和模态形式。

2.计算高效采用壳单元进行模态计算的过程中，计算效率较高。

ANSYS具有并行计算和优化计算的能力，可以更快速地完成转子模态分析，并节约计算资源。

3.工程应用广泛ANSYS是一种常用的有限元分析软件，广泛应用于工程领域的模态分析。

现代工业上旋转机械单机容量在不断增大，而转子直径不可能随其容量的增大而按比例增大。

高转速轻结构是近代高速旋转机械的发展和设计趋势。

本文使用ansys研究了电机转子动力学问题，得出ansys可以计算转子动力学问题。

1 引言转子动力学的研究，最早可追溯到十九世纪六十年代。

一个多世纪以来，随着大工业的发展，转子系统被广泛地应用于包括燃气轮机、航空发动机、工业压缩机等机械装置中，在电力、航空、机械、化工、纺织等领域中起着非常重要的作用。

因而，转子动力学有着极强的工程应用背景，其相关的研究工作也越来越受到人们的重视。

由于材质的不均匀，制造、加工及安装误差等，转子系统不可避免的存在着质量偏心，同时转子在工作过程中还可能产生热变形以及磨损和介质的姑附等现象，这些因素或多或少都会导致转子不平衡的增大从而使转子的不平衡振动增大。

由过大的不平衡量引起的转子系统的振动是十分有害的，它使机械的效率降低、载荷增加，使一些零部件易于磨损、疲劳而缩短寿命，较大的振动还会恶化操作人员的劳动环境，甚至会导致发生机毁人亡的严重事故。

消除或者减小转子系统的振动首先考虑是对转子进行平衡。

现代工业上旋转机械单机容量在不断增大，而转子直径不可能随其容量的增大而按比例增大。

高转速轻结构是近代高速旋转机械的发展和设计趋势。

转子设计和发展的这种趋势对转子的质量不平衡提出了严格的限制。

这种情况下，转子的动力学变得更加突出和重要。

本文使用ansys研究了某电机转子的动力学问题，为转子动力学设计找到了一个新的途径。

2 模型的建立及计算如图1所示，为电子转子的有限元模型，使用BEAM188单元模拟转子的轴，使用MASS21单元模拟转子，使用单元COMBI214模拟轴承。

图1 电机转子的有限元模型（不显示单元）图2 电机转子的有限元模型（显示单元）图3给出了Beam188 单元的几何简图。

Beam188单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构，该单元基于铁木辛哥梁结构理论，并考虑了剪切变形的影响。

基于ANSYS经典界面的偏心圆盘启动的转子动力学分析－２这是＜基于ANSYS经典界面的偏心圆盘启动的转子动力学分析－１＞的续篇，为方便阅读，重抄题目如下．【问题描述】一个转子如下图所示。

该转子两端简支，在距离下端三分之一处有一个轴承支撑；而在距离上端三分之一处有一个刚性圆盘，该圆盘存在一个偏心质量。

现在该转轴从静止开始转动，经过４秒转速达到５０００ＲＰＭ。

要求对该转子的启动过程进行仿真，考察偏心圆盘所在处的轴位移和弯曲应力随时间变化的过程。

其它已知条件如下：（１）几何参数轴的长度: 0.4 m轴的半径: 0.01 m（２）圆盘的惯性参数:质量= 16.47 kg惯性矩(XX,YY) = 9.47e-2 kg.m2惯性矩(ZZ) = 0.1861 kg.m2偏心质量(0.1g)位于圆盘上，距离轴心的距离为0.15 m .（３）材料参数：弹性模量(E) = 2.0e+11 N/m2泊松比(υ) = 0.3密度= 7800 kg/m3《注》该算例来自于ANSYS APDL转子动力学部分的帮助实例。

【问题分析】１.这是一个瞬态动力学问题。

２.该瞬态动力学问题要考虑科里奥利效应，因此在分析中要打开coriolis开关。

３.使用ＢＥＡＭ１８８建模转子，使用ＭＡＳＳ２１建模圆盘，使用两个一维的弹簧单元ＣＯＭＢＩＮ１４建模轴承，对这两个弹簧设置不同的刚度，以模拟非轴对称的轴承。

４.轴上所有节点限制轴向位移以及围绕轴转动的位移。

轴的两个端点进一步限制住所有平移，而代表轴承与机架连接的ＣＯＭＢＩＮ１４的机架端节点位移全固定。

５.使用数组存储不平衡力的两个分量。

这里要使用一系列中间变量。

具体算法请参见＜基于ANSYS经典界面的偏心圆盘启动的转子动力学分析－１＞。

６.做瞬态动力学分析，在加载时，对节点施加集中力，并把不平衡力数组设置为其参数，从而施加变化的力。

７.使用时间历程后处理器，首先提取所需节点的位移和弯曲应力，然后绘制其图形。

ANSYS 中的转子动力学计算雷先华 安世亚太转子动力学是固体力学的一个重要分支，它主要研究旋转机械的“转子－支承”系统在旋转状态下的振动、平衡和稳定性问题，其主要研究内容有几个方面：临界转速、动力响应、稳定性、动平衡技术和支承设计。

在旋转机械研究设计中，转子动力学的性能分析是极其重要的一个方面。

传统的转子动力学分析采用传递矩阵方法进行，由于将大量的结构信息简化为极为简单的集中质量—梁模型，不能确保模型的完整性和分析的准确度；而有限元在处理转子动力学问题时，可以很好地兼顾模型的完整性和计算的效率，但多年来转子的“陀螺效应”一直是制约转子动力学有限元分析的“瓶颈”问题。

ANSYS 很好地解决了动力特性分析中“陀螺效应”影响的问题，而且陀螺效应的考虑不受计算模型上的限制，使得转子动力学有限元分析变得简单高效。

本文对ANSYS 的转子动力学计算功能进行简要介绍。

1 ANSYS 转子动力学的理论基础ANSYS 转子动力学分析中，两种参考坐标系可供选择：静止坐标系和旋转坐标系。

空间点P 在静止坐标系（其原点在O ′）下的位置矢量为r ′，在旋转坐标系（其原点在O ）下的位置矢量为r 。

在静止坐标系下转子的动力方程为：[][][]{}{}([]){}{}M uC C u K u F gyr +++=&&& []C gyr 为陀螺效应矩阵。

在旋转坐标系下转子的动力方程为：[][][]{}{}([]){}([]){}M u C C u K K u F cor spin r r r+++−=&&& []C cor 为哥氏效应矩阵，[]K spin 为旋转软化效应刚度矩阵。

2 ANSYS 转子动力学的计算功能和新技术ANSYS 转子动力学计算包含如下功能：– 无阻尼临界转速分析– 不平衡响应分析– 阻尼特征值分析– 涡动和稳定性预测 为了分析时计入哥氏效应、陀螺效应和支承的影响，ANSYS 发展了下列新技术单元：SHELL 1814节点有限应变壳单元 PLANE 182二维4节点结构实体单元 PLANE 183二维8节点结构实体单元 SOLID 185三维8节点结构实体单元 SOLID 186三维20节点结构实体单元 SOLID 187三维10节点四面体结构实体单元BEAM 188三维一次有限应变梁单元 BEAM 189 三维二次有限应变梁单元COMBIN214 二维轴承单元（可变刚度和阻尼）ANSYS 考虑陀螺效应时没有计算模型上的限制，故可选择一维（梁、管）、二维（轴对称）和三维复杂计算模型进行分析。

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。

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言觉得做模态分析临界转速计算一般用实体单元的少由于不能考虑陀螺力矩shaft:可以采用beam系列模拟pipe系列也行这些能考虑陀螺力矩叶轮叶片:采用mass21模拟,计算转动惯量,质量通过实常数设置刚度阻尼陀螺质量矩阵:都可以采用matrix27模拟,当然也有用弹簧阻尼单元做的, 问题有过考虑油膜的非线性怎么模拟?2. 网友1:目前轴承计算,采用将刚度和阻尼的8个系数,以施加力和力矩的方式解决> 这个我没搞懂,如果那位给个例子3Q网友2: Pip16能考虑陀螺力矩的影响,实体单元没有角自由度因此不能考虑陀螺力矩的影响,如果你的转子没有类似大圆盘的部分或者大的转动部分在轴的接近轴向中心,或者转速不高,就不用考虑陀螺力矩的影响,可以先采用pipe16做一下看随着转速提高,陀螺力矩对固有频率的影响.网友3:可用于陀螺矩阵下列单元可用: Mass21\beam4\pipe16\beam188\beam189上面三个网友的解释,转自:simwe3 实体单元solid45我用过计算临界转速,其他的甚么都对称,计算出来的水平和竖直方向的固有频率差很多,不知道甚么原因,和用pipe16模拟的差很多,我觉得约束形式对临界转速影响很大,对于实体单元来说模拟轴承本身就不容易,所以个人倾向于用pipe16模拟轴,计算精度也不差,我做过实验一阶临界转速和实际转子系统几乎不差多少,二阶由于实验很难观察到所以这个没有对比,但是可以采用捶击法测出转子的各阶固有频率进行对比,这个我也大概试过,二阶还是差点!在simwe上的一篇文章计算转子的临界转速！！！! 计算临界转速/PREP7MP,EX,1,2.1e11MP,NUXY,1,0.3Mp,DENS,1,7850ET,1,COMBIN14ET,2,SOLID45R,1,0.1, , ,*afun,deg ! 设置角度为（度默认为弧度）r1=0.025/2r2=0.240/2l=0.025CYL4,0,0,0,0,r1,20VEXT,all, , ,0,0,l,,,,CSYS,1VGEN,18,all, , , ,20, , ,0CSYS,0VGEN,25,all, , , , ,l, ,0ASEL,NONECYL4,0,0,r1,0,r2,20VEXT,all, , ,0,0,l,,,,CSYS,1VGEN,18,all, , , ,20, , ,0VSEL,S,LOC,X,r1,r2VGEN, ,all, , , , ,10*l, , ,1ALLSEL,ALLNUMMRG,ALL, , , ,LOWNUMCMP,ALLLSEL,S,LOC,X,0,r1LSEL,A,LOC,X,r2LESIZE,all, , ,1, , , , ,0LSEL,INVELESIZE,all,l, , , , , , ,0MSHAPE,0,3DMSHKEY,1VSEL, , , ,allVSWEEP,allCM,rotor,VOLUCM,Erotor,ELEMsaveVSEL,S,LOC,Z,10*l,11*l!*/GODK,P51X, , , ,0,ALL, , , , , ,OMEGA,0,0,0,1CMOMEGA,EROTOR,100,0,0,,,, , , ,0另外希望大家推荐几个不错的论坛,我现在偶尔上上simwe,最近在刚结构注册了一个帐号好像7天以后才可以发言,现在还在等.大家要是看到有ansys做转子方面的文章论坛还有不错的帖子,希望大家跟贴我想学习一下呵呵谢谢大家!ansys10.0已将考虑了陀螺力矩,加上了这部分功能,可惜我为了装转子动力学插件,现在版本改回了8.1,希望用过10.0这个功能的可以讨论一下,那里不明白,那里懂了!如果有对这方面感兴趣的网友,看看这个帖子相当不错/vi ... 2407&highlight=simwe上的一个帖子【讨论】做转子动力学时：如何获得转子临界转速。

ANSYS 中的转子动力学计算雷先华 安世亚太转子动力学是固体力学的一个重要分支，它主要研究旋转机械的“转子－支承”系统在旋转状态下的振动、平衡和稳定性问题，其主要研究内容有几个方面：临界转速、动力响应、稳定性、动平衡技术和支承设计。

在旋转机械研究设计中，转子动力学的性能分析是极其重要的一个方面。

传统的转子动力学分析采用传递矩阵方法进行，由于将大量的结构信息简化为极为简单的集中质量—梁模型，不能确保模型的完整性和分析的准确度；而有限元在处理转子动力学问题时，可以很好地兼顾模型的完整性和计算的效率，但多年来转子的“陀螺效应”一直是制约转子动力学有限元分析的“瓶颈”问题。

ANSYS 很好地解决了动力特性分析中“陀螺效应”影响的问题，而且陀螺效应的考虑不受计算模型上的限制，使得转子动力学有限元分析变得简单高效。

本文对ANSYS 的转子动力学计算功能进行简要介绍。

1 ANSYS 转子动力学的理论基础ANSYS 转子动力学分析中，两种参考坐标系可供选择：静止坐标系和旋转坐标系。

空间点P 在静止坐标系（其原点在O ′）下的位置矢量为r ′，在旋转坐标系（其原点在O ）下的位置矢量为r 。

在静止坐标系下转子的动力方程为：[][][]{}{}([]){}{}M uC C u K u F gyr +++=&&& []C gyr 为陀螺效应矩阵。

在旋转坐标系下转子的动力方程为：[][][]{}{}([]){}([]){}M u C C u K K u F cor spin r r r+++−=&&& []C cor 为哥氏效应矩阵，[]K spin 为旋转软化效应刚度矩阵。

2 ANSYS 转子动力学的计算功能和新技术ANSYS 转子动力学计算包含如下功能：– 无阻尼临界转速分析– 不平衡响应分析– 阻尼特征值分析– 涡动和稳定性预测 为了分析时计入哥氏效应、陀螺效应和支承的影响，ANSYS 发展了下列新技术单元：SHELL 1814节点有限应变壳单元 PLANE 182二维4节点结构实体单元 PLANE 183二维8节点结构实体单元 SOLID 185三维8节点结构实体单元 SOLID 186三维20节点结构实体单元 SOLID 187三维10节点四面体结构实体单元BEAM 188三维一次有限应变梁单元 BEAM 189 三维二次有限应变梁单元COMBIN214 二维轴承单元（可变刚度和阻尼）考虑陀螺效应时没有计算模型上的限制，故可选择一维（梁、管）、二维（轴对称）和三维复杂计算模型进行分析。

ansys apdl转子动力学计算例子ANSYS APDL是一种广泛使用的工程仿真软件，它可以帮助工程师对复杂的机械系统进行建模、分析和优化。

在机械系统中，转子动力学是一个非常重要的部分，因为它对于电力机械和涡轮机械等许多领域的工程应用和设计都有着至关重要的影响。

在本文中，我们将讨论如何使用ANSYS APDL进行转子动力学计算的一些例子。

1. 建立转子动力学模型在进行转子动力学计算之前，我们需要首先建立一个完整的动力学模型。

这个模型应该包括转子、轴承、密封、电机等关键部分。

在ANSYS APDL中，我们可以使用Multiphysics工具进行建模和分析。

Multiphysics工具可以帮助我们将不同的物理场耦合在一起，例如结构、热、电、磁等，并进行模拟计算。

在建模过程中，我们需要考虑到不同的转子部件特性，例如质量、惯性、刚度、阻尼等。

同时，我们还需要考虑到轴承和密封的特性，因为它们对于转子运转的稳定性和寿命有着非常大的影响。

2. 确定运动方程在建立完整的动力学模型之后，我们需要确定运动方程。

这些方程可以描述转子在运转过程中的加速度、速度和位移等变化情况。

在ANSYS APDL中，我们可以使用Modal或Transient 分析进行转子动力学计算。

Modal分析可以帮助我们确定转子在自然频率下的振动特性。

而Transient分析则可以帮助我们模拟转子在运转过程中的动态响应。

3. 执行转子动力学计算当我们确定了转子动力学模型和运动方程之后，我们就可以执行转子动力学计算了。

在ANSYS APDL中，我们可以使用ansys.mechanical.rotorst模块进行转子动力学计算。

ansys.mechanical.rotorst模块可以模拟转子在运转过程中的动态响应，并计算转子的振动、应力和变形等参数。

在执行转子动力学计算之前，我们需要输入各种参数和条件。

例如，我们需要设置转子的转速、工作条件、轴承特性、密封特性等。

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37800/kg m ，弹性模量取112.1110pa ，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/m4e7N/m4e5N.s/m4e5N.s/m将转子划分为93个节点共92个单元。

有限元模型如图3-1所示。

图3-1 转子有限元模型施加约束时，由于不考虑纵向振动与扭转振动，故约束每一节点的纵向与扭转自由度，同时约束轴承的基础节点。

施加约束后的模型如3-2所示。

图3-2 施加约束后的有限元模型3.1 转子临界转速计算在ANSYS中可以很方便的考虑陀螺力矩的影响。

考虑陀螺力矩时，由于陀螺矩阵是反对称矩阵，所以求取特征值时要用特殊的方法。

本文考虑陀螺力矩的影响，分析了在陀螺力矩的影响下，转子涡动频率随工作转速的变化趋势，其Campell图如图3-3所示。

同时给出了转子的前四阶正进动涡动频率与反进动涡动频率以及固有频率。

如表3-2所示。

表3-2 转子涡动频率随转速的变化Ω(rpm)010000200003000040000ω(Hz)54.73854.83355.02755.24855.478 F1ω(Hz)54.73854.13153.93853.71853.489 B1ω(Hz)174.12174.85175.61176.38177.14 2Fω(Hz)174.12173.31172.55171.78171.02 2Bω(Hz)301.97303.56305.18306.82308.46 3Fω(Hz)301.97300.35298.76297.19295.63 3Bω(Hz)484.00488.60493.24497.93502.65 F4ω(Hz)484.00479.44474.92470.45466.02 4B图3-3 转子Campell图从表3-2与图3-3可以看出,陀螺力矩提高了转子的正向涡动频率,降低了转子的反向涡动频率。