转子动力学 | 载荷和约束

一、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。

二、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。

三、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。

四、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。