案例8 - 轴承转子模态分析

1.案例介绍

大型旋转机械被广泛地应用于包括航空发动机，轴流式压缩机及涡轮发动机在内的机械装置中。而轴承-转子系统作为这些高端设备的核心功能部件，长期工作在高转速和重载荷情况下，其动态特性直接决定整机的动态性能和工作效率。
研究轴承-转子的动力学行为对于控制大型、高速转子的异常振动，使机组能安全稳定地运行具有十分重要的意义。
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，用于确定结构的固有振动特性，也是进行其他动力学分析的基础。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何导入几何，自动生成网格
  • 学习如何导入模型网格
  • 学习如何设置模型与材料相关选项
  • 学习如何求解计算
• 后处理结果分析展示
  • 统计表格
  • 折线图
  • 结果云图

步骤一：导入几何

进入模态分析模块，点击“几何”，上传几何文件Geom.stp，本案例网格名为Geom。如下图所示：

步骤二：几何分组

点击“几何”前的“+”，弹出分组选项，可以分别创建“点”、“线”、“面”三种类型的组，“体”组系统会自动生成。
点击后面“+”，选择添加面组，鼠标点击几何目标面进行选择施加位置。

步骤三：划分网格

点击“网格”，类型选择“几何生成”，“网格划分方法”选择“手动划分”，精度调至最大。并设置单元最大尺寸为0.1m，最小尺寸为0.01m。设置完毕后点击最下方的“生成网格”，等网格划分成功后，会显示网格信息。

步骤四：接触设置

本案例无接触

步骤五：单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型，在模态分析模块中，单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种；网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时，可对子模型进行单元设置。设置如下图所示：

步骤六：材料设置

点击“材料”后的“+”，选择材料库中“铜”的参数，将其赋值于体“volume_group_3”和“volume_group_397”

步骤七：边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“固定支撑”，施加位置为face_1和face_2；

步骤八：求解器设置

“特征值求解方法”选择“Lancaos”,其余求解器设置采用默认设置

步骤九：时间步&资源

“特征频率范围”设置为“截止频率”，“模态阶数”为10。

步骤十：结果配置&计算

结果配置中只有位移场

点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤十一：结果展示

点击“仿真计算”前“+”，可以看见三种计算结果。

1）表格-统计数据

2）绘图

3）位移云图