Роторная динамика в Ansys (rotordynamics)

[otaman 0]

Изучаю модель, которая представляет собой ротор с одним диском (возле опоры). Провожу расчет критической скорости в stationary rf: CORIOLIS,OFF,,,ON , угловую скорость задаю так: OMEGA,SPIN(I),,,OFF. В результате на диаграмме Кемпбелла получаю частоту которая не меняется при варьировании угловой скорости (равна собственной с учетом момента инерции диска - сравнивал с аналитическими решениями). В rotation rf не учитывается и массовый момент диска, а вот результат расчета в rotation rf + pstress совпадает с аналитическим при учете гироскопич момента.

Насколько я понял из хэлпа именно в stationary rf учитывается гироскопический эффект. Подскажите, почему так получается? Можно ли в stationary rf учесть гироскопич момент?

[Борман 2 389]

Этот эффект поддерживает очень маленькое кол-во типов КЭ. У вас какой тип ?

[otaman 0]

пробовал разбивать SOLID95 и SOLID272

[es-master 0]

The command applies the Coriolis effect in the rotating reference frame in the following structural element types: MASS21, SHELL181, PLANE182, PLANE183, SOLID185, SOLID186, SOLID187, BEAM188, BEAM189, SOLSH190, and SHELL281. It also applies this effect in the PLANE223, SOLID226, and SOLID227 analyses with structural degrees of freedom.

Specifying a stationary reference frame activates the gyroscopic damping matrix in the following structural elements: BEAM4, PIPE16, MASS21, BEAM188, BEAM189, SOLID45, SOLID95, SOLID185, SOLID186, and SOLID187. The rotating structure must be axisymmetric about the axis of rotation. Static analysis (ANTYPE,STATIC) does not support Coriolis effects with a stationary reference frame.

[otaman 0]

Specifying a stationary reference frame activates the gyroscopic damping matrix in the following structural elements: BEAM4, PIPE16, MASS21, BEAM188, BEAM189, SOLID45, SOLID95, SOLID185, SOLID186, and SOLID187.

это хорошо что вы скопировали фразу из хелпа. вопрос именно в этом и состоит, еще раз: по моим расчетам получается, что в stationary reference frame гироскопический эффект не учитывается никак (к.э. SOLID95)! частоты не изменяются с увеличением угловой скорости! а в хэлпе (см. цитату) говорится что в этом случае активируется гироскопическая матрица.. или я что-то неправильно понимаю...?

Изменено 26 июля 2011 пользователем otaman

[es-master 0]

Изучаю модель, которая представляет собой ротор с одним диском (возле опоры). Провожу расчет критической скорости в stationary rf: CORIOLIS,OFF,,,ON , угловую скорость задаю так: OMEGA,SPIN(I),,,OFF. В результате на диаграмме Кемпбелла получаю частоту которая не меняется при варьировании угловой скорости (равна собственной с учетом момента инерции диска - сравнивал с аналитическими решениями). В rotation rf не учитывается и массовый момент диска, а вот результат расчета в rotation rf + pstress совпадает с аналитическим при учете гироскопич момента.

Насколько я понял из хэлпа именно в stationary rf учитывается гироскопический эффект. Подскажите, почему так получается? Можно ли в stationary rf учесть гироскопич момент?

CORIOLIS,OFF,,,ON , - эффект Кориолиса отключен

Попробуйте так, должно работать у меня работало, правда с 186:

coriolis,on,,,0

omega,s,0,0,1

[otaman 0]

CORIOLIS,OFF,,,ON , - эффект Кориолиса отключен

Попробуйте так, должно работать у меня работало, правда с 186:

coriolis,on,,,0

omega,s,0,0,1

не работает (правда 186 не пробовал). у вас на диаграмме Кемпбелла частота меняется при изменении угловой скорости? Изменено 25 августа 2011 пользователем otaman

[AlexKaz 1 838]

Не могу понять, как подбирается тангенс s, на картиночках = 1, диаграмму Кэмпбела увидел впервые, но знаю, что собственная частота при критической скорости тождественно ноль. Константу s вообще трогают? В 11-й версии хэлпа шаром покати, одно уравнение движения; tutorials'y в этом плане пустые. А в версиях поновее есть теория, описывающая применение кориолисова ускорения в ANSYS?

 Critical Speeds

The PRCAMP command also prints out the critical speeds for a rotating synchronous (unbalanced) or asynchronous force. The critical speeds correspond to the intersection points between frequency curves and the added line F=s.ω (where s represents SLOPE > 0 as specified via PRCAMP). Because the critical speeds are determined graphically, their accuracy depends upon the quality of the Campbell diagram.

 

[AlexKaz 1 838]

Нашёл теорию, раздел 15.4 11-го Хэлпа.

[AlexKaz 1 838]

 

Use the SLOPE argument in PLCAMP command to display the line representing an excitation. For example,an excitation coming from unbalance corresponds to SLOPE = 1.0 because it is synchronous with the rotational velocity.

[AlexKaz 1 838]

В Хэлпе указывается, что вытащить собственные частоты можно из транжента. Или я чего не понимаю? Сам механизм: решаем переходной процесс по шагам, на шаге решаем задачу на свободные колебания без вектора сил в правой части уравнения и демпфирования в левой? При этом матрица жесткости изменяется от деформации тела?

Изменено 9 марта 2016 пользователем AlexKaz

[soklakov 1 479]

Сам механизм:

ударить молотком по основанию. Посмотреть, с какой частотой вибрирует. 

[AlexKaz 1 838]

Ну, это понятно. Как частоты вытаскивают из переходного? Молотком вдарить по основанию не подходит для вращающегося ротора на основании, совершающем волнообразный колебательный процесс со значительной амплитудой к примеру по вертикали. В 11 Хэлпе лежит пример гармонического анализа ротора. Я его слегка подредактировал, вместо силы задаю перемещение одного опорного узла по вертикали. Матрица G и ускорение Кориолиса вроде подключаются, первая критическая частота смещается, но посмотреть поле напряжений не удалось. А его и нужно глянуть для гарантии, что напряженное состояние оказывает влияние на АЧХ. В 11-й версии транжент в примерах ротордайнэмикс отсутствует.

[soklakov 1 479]

Молотком вдарить по основанию не подходит для вращающегося ротора на основании, совершающем волнообразный колебательный процесс со значительной амплитудой к примеру по вертикали.

Чем(почему) не подходит?

Для крутильных колебаний не подходит, это да. Специальный молоток нужен.

 

Как частоты вытаскивают из переходного?

На глаз или преобразованием Фурье.

[AlexKaz 1 838]

Такой молоточек поискать придётся, а задачку необходимо прогнать в любом случае: "Партия сказала надо, Комсомол ответил "Есть!"

Да вроде всё как обычно, [K]-w^2[M]=0, плюс подключаем пункт 11-го Хэлпа "3.4. Stress Stiffening", Хэлп всему голова То есть сначала Транжент для поиска перемещений, а потом по вычисленной матрице , модифицирующей [K], ищутся частоты.

[Борман 2 389]

Гармонический - это тот же транзиент, только, из него вытаскивать собственные частоты проще.

 

ударить молотком по основанию. Посмотреть, с какой частотой вибрирует.

М-м-м-м... А как вытащить вторую собственную частоту ?

 

Кстати вопрос.. А почему бы не использовать обычный prestress-модальный ???

[AlexKaz 1 838]

Да вроде спрашиваю не столько как сделать, а как оно внутри работает, как транжент используют в роторной динамике и как строить в нём диаграмму Кэмпбела. Пока считаю, что каждый шаг транжента на заданной частоте вращения ротора находит перемещения узлов, по перемещениям строим матрицу Stress Stiffening, изменяем ею жёсткость и находим собственные частоты, получается тот же prestress-модальный. Ну и вместо одной диаграммы Кэмпбела получаем целую пачку таблиц собственных частот на выходе. А если частота вращения ротора переменная ... по идее на выходе должны быть поверхности.

[Борман 2 389]

как транжент используют в роторной динамике

Думаю, что никак.

 

 

 

Да вроде спрашиваю не столько как сделать, а как оно внутри работает

Нахрена ?!?!! Если, конечно, вы не пишите свой софт ... 

 

Транзиент, который вы хотите притянуть - это жесткий поворот ротора плюс деформация от центробежных сил. Частотам на первое фиолетово. Так и считайте статику.

 

PS. Если вы действительно хотите получить диаграмму Кемпбелла, то частоты надо извлекать QRDAMP-методом и прочими выкрутасами, которые приводятся в хелпе, а иначе - это

 

получается тот же prestress-модальный

Изменено 10 марта 2016 пользователем Борман

[AlexKaz 1 838]

Не, в отчет необходимо тиснуть объяснение гироскопического эффекта и его влияние на частоты и, вероятно, на устойчивость. Я для своего случая прикинул - на подшипнике появляется усилие в ХкН по элементарной теории гироскопа. Это следствие Кориолисова ускорения, которое учитывается матрицей Кориолиса G и тем же ускорением. Соответсвенно они вызывают иное напряженное состояние в отличие от ротора на стационарных опорах. Показать, что нижняя критическая частота вращения слегка "плывет" при качке и оформить теорию с меня и требуют.

Угу, спасибо, QRDAMP посмотрю, только по-моему в нем частота вращения должна расти на каждом шаге нагружения, что для меня не подходит.

[soklakov 1 479]

М-м-м-м... А как вытащить вторую собственную частоту ?

Теоретически в результате одного и того же преобразования Фурье на итоговом спектре пиками будут представлены все собственные частоты в разрешаемом диапазоне частот, который определяется шагом по времени в транзиент-расчете (все, которые соответствуют месту и направлению удара).

Пока считаю, что каждый шаг транжента на заданной частоте вращения ротора находит перемещения узлов, по перемещениям строим матрицу Stress Stiffening, изменяем ею жёсткость и находим собственные частоты, получается тот же prestress-модальный. Ну и вместо одной диаграммы Кэмпбела получаем целую пачку таблиц собственных частот на выходе. А если частота вращения ротора переменная ... по идее на выходе должны быть поверхности.

Звучит довольно дико, даже вчитываться не хочется. Ради чего Вы об том думаете и делаете это? В роторной динамике считают переходные процессы в основном для анализа разгона. Диаграммы Кэмпбэлла строят на модальнике обычно.

Я для своего случая прикинул - на подшипнике появляется усилие в ХкН по элементарной теории гироскопа. Это следствие Кориолисова ускорения, которое учитывается матрицей Кориолиса G и тем же ускорением. Соответсвенно они вызывают иное напряженное состояние в отличие от ротора на стационарных опорах. Показать, что нижняя критическая частота вращения слегка "плывет" при качке и оформить теорию с меня и требуют.

Вот это все делает престресс модальник с разными скоростями вращения и учетом Кориолисовых сил. Или нет?

Вы материалы по роторной динамике читали? Если нет, то рекомендую почитать не только свежие, но и старые, от предыдущих версий.