主轴或转子在弹性支撑下的模态分析

心怀天下

论坛的各位长老们：
       晚辈想请教个问题，我对镗床的镗轴（长度5m,直径250mm）做结构模态分析，镗轴的两端为滑动轴承支撑，请问若是考虑轴承的弹性支撑作用，这个地方的约束应该怎么处理？
      由于镗轴是三维实体结构，在其两端分别要约束三个以上的自由度，请问在ANSYS中应该选择哪种单元进行分析？（1.需要模拟镗轴的三维结构；2.选择的单元节点有6个自由度）

      请各位长老抽点空点拨点拨我这愚人！！！向各位鞠躬！

另外，各位能否给推荐几个用beam4单元分析结构动态特性的例子或从哪里能找到？

venture

原帖由 心怀天下 于 2008-10-14 18:22 发表

                               
登录/注册后可看大图

论坛的各位长老们：
       晚辈想请教个问题，我对镗床的镗轴（长度5m,直径250mm）做结构模态分析，镗轴的两端为滑动轴承支撑，请问若是考虑轴承的弹性支撑作用，这个地方的约束应该怎么处理？
      由于镗轴是三 ...

三维结构选取实体单元就可以，难就难在轴承的约束怎么搞，没做过这方面的东西不太清楚，例子可以在网上搜索一下。

心怀天下

说得是呀！

      有做过这方面实例和题目的长老、先知请多多指教！！！

心怀天下

原帖由 venture 于 2008-10-17 15:05 发表

                               
登录/注册后可看大图

三维结构选取实体单元就可以，难就难在轴承的约束怎么搞，没做过这方面的东西不太清楚，例子可以在网上搜索一下。

      我做的题目中，镗轴的一端通过联轴器与电机相连，另一端与一辅助支承相连，并且轴
的端部有顶针沿轴向约束，整个镗轴有两端的滑动轴承支承，在分析镗轴结构的动力特性时，我是这么做的：建立三维实体模型后，用solid95分网，

       1.考虑支承为刚性时，根据滑动轴承的宽度b，在镗轴两端的外圆面上选取宽度为b的一段，约束所有的节点。因solid95是20节点六面体单元，每个节点有有x,y,z三个平动自由度，所以就约束ux,uy,uz。
？此处的疑问：按照镗轴实际的运动情况，在轴的两端应该约束5个自由度—ux,uy,uz,rotx,roty,即只有转动自由度rotz不加约束，其余自由度都要约束，而三维实体单元solid945每个节点处只有3个平动自由度，没有转动自由度，不知这个地方应该怎么办？是选择其他单元还是...，是否有这种三维实体单元，单元每个节点有6各自由度ux,uy,uz,rotx,roty，rotz?

       2.考虑支承为弹性时，采用combin14弹簧-阻尼单元来模拟轴承对轴的弹性支承作用，具体的做法是这样：将镗轴端面圆分成8等分，在每个位置建立一个硬点，这样分网之后这些位置就会生成节点，然后在端面圆的外部沿径向建立8各节点，在圆上的节点与外围对应节点之间建立弹簧-阻尼单元combin14，并将外围节点的自由度全部约束。
?此处的问题：由于条件不具备，不能进行试验，所以轴承处刚度和阻尼值不清楚，请问像这种用滑动轴承支承的低速重载结构，支承出的刚度k和阻尼c的值一般在那个数量级？

       以上是我个人的一点看法和不解之处，错误之处还请论坛的各位长老和先知多多批评指教！！！:@o

心怀天下

个人的一点看法不知有什么问题或错误，恳求论坛的各位长老、先知批评指教！！！:@o


    先行谢过！！！:@D

cxw_luck

心怀天下，你加完支承后算完的模态和不加支承算出的模态 差别大吗？？
我也想用这个思路，正在研究中
你的支承刚度可以先用3.45E+9N/m试试

[ 本帖最后由 cxw_luck 于 2008-10-18 17:34 编辑 ]

心怀天下

原帖由 cxw_luck 于 2008-10-18 12:05 发表

                               
登录/注册后可看大图

心怀天下，你加完支承后算完的模态和不加支承算出的模态 差别大吗？？
我也想用这个思路，正在研究中
你的支承刚度可以先用3.45E+9N/m试试

     不考虑刚体模态，自由状态下结构第一阶固有频率约45Hz，刚性支承下结构的第一阶固有频率约52Hz，弹性支承下结构的第一阶固有频率正在算，但取值范围必是大于45Hz而小于52Hz（选用三维实体单元solid95）。应该说固有频率的差距还是很大的。

     先生让我把支承的刚度先取为3.45E+9N/m，不知能否解释一下为什么；从哪里（文献、论坛或其他）可以找到支承为弹性时刚度k和阻尼c的大致取值？

    先行表示感谢！！！:@D

cxw_luck

我以前在一本书上看到过，书上写的轴承的刚度取为3.45E+9N/m，我就记下了
到底轴承的k是多少，这个就不好说了，估计要测试才行

心怀天下

先生说得应该是对的，一般来说，滑动轴承刚度的取值的范围——数量级应该在10^7到10^9范围。
     不知您的分析结果怎么样了，可否谈谈？:@o
      谢谢！！！:@D

cxw_luck

我做了个光轴（最简单的），1.用全约束约束两端节点；2.用你所说的combin14模拟弹簧的支承，k选用上面提到的值
分析下来以后，两种结果相差很大，刚性支承的频率大概是弹性支承的2倍左右，我也没做过试验，也不知道对不对

cxw_luck

我的QQ是：232654004，有空加我，咱们聊聊

16443

   1.考虑支承为刚性时，根据滑动轴承的宽度b，在镗轴两端的外圆面上选取宽度为b的一段，约束所有的节点。因solid95是20节点六面体单元，每个节点有有x,y,z三个平动自由度，所以就约束ux,uy,uz。
？此处的疑问：按照镗轴实际的运动情况，在轴的两端应该约束5个自由度—ux,uy,uz,rotx,roty,即只有转动自由度rotz不加约束，其余自由度都要约束，而三维实体单元solid945每个节点处只有3个平动自由度，没有转动自由度，不知这个地方应该怎么办？是选择其他单元还是...，是否有这种三维实体单元，单元每个节点有6各自由度ux,uy,uz,rotx,roty，rotz?

为什么不采用beam单元呢，其网格少、模型简单、又能满足6自由度的要求。

   2.考虑支承为弹性时，采用combin14弹簧-阻尼单元来模拟轴承对轴的弹性支承作用，具体的做法是这样：将镗轴端面圆分成8等分，在每个位置建立一个硬点，这样分网之后这些位置就会生成节点，然后在端面圆的外部沿径向建立8各节点，在圆上的节点与外围对应节点之间建立弹簧-阻尼单元combin14，并将外围节点的自由度全部约束。
?此处的问题：由于条件不具备，不能进行试验，所以轴承处刚度和阻尼值不清楚，请问像这种用滑动轴承支承的低速重载结构，支承出的刚度k和阻尼c的值一般在那个数量级？

使用beam单元，在轴端点分别使用6个弹簧单元实现6个方向的弹性支撑。

cxw_luck

beam单元挺好，但是不能考虑，转子本身所受的外作用力

心怀天下

原文：“我做了个光轴（最简单的），1.用全约束约束两端节点；2.用你所说的combin14模拟弹簧的支承，k选用上面提到的值
分析下来以后，两种结果相差很大，刚性支承的频率大概是弹性支承的2倍左右，我也没做过试验，也不知道对不对”


     个人看法——频率差距大是正常的，但是具体是不是差距这么大就不好说了。我认为对于刚性支承的情况先生应该按照简单梁理论计算一下理论频率；而对于弹性支承的情况应该按照有限元中的弹性梁理论计算一下理论值，这样经过对比之后，就能够大体知道不同约束状态下差距有多大！！！:@o

心怀天下

原帖由 16443 于 2008-10-21 08:42 发表

                               
登录/注册后可看大图

为什么不采用beam单元呢，其网格少、模型简单、又能满足6自由度的要求。

使用beam单元，在轴端点分别使用6个弹簧单元实现6个方向的弹性支撑。

      首先，先生说得很对——“为什么不采用beam单元呢，其网格少、模型简单、又能满足6自由度的要求”。但是有个问题，若采用beam单元（如beam4），建立的三维模型显示为一条直线，网格显示为分段的线段，那么请问如果还要求考虑镗轴上的镗刀或转子上的圆盘（这都是三维实体）并分析镗刀刀尖在动载荷下的响应，这时的模型应该怎么建立？？？:@L

     其次，先生说“在轴端点分别使用6个弹簧单元实现6个方向的弹性支撑”，不知您说的是哪6个方向？我认为应该是8个方向吧！？:@o

     请多批评和指教！！！