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使用SAMCEF有限元分析定义和分析数据,附应用实例

【摘要】:单击Analysis Data模块图标,进入分析数据模块,同时显示出分析数据模块快捷命令图标。其他轴段的定义依据表14-4和表14-6进行即可。图14-83 Used Data2.定义材料特性单击Material图标,在此对话框中创建材料Steel。图14-85所示为定义支撑单元。输入11的值为43.78e6,22的值为43.78e6,12中输入8.756e6,21中输入8.756e6,单位为N/m,单击OK按钮退出。图14-87 阻尼矩阵定义选中Rotor复选框并在右侧的下拉列表框中选择Rotor_on_Wire1。

单击Analysis Data模块图标,进入分析数据模块,同时显示出分析数据模块快捷命令图标。

1.定义属性

(1)在数据树中选择Wire1,或者在屏幕上单击线Wirel。

(2)单击Behavior图标,弹出Behavior对话框。

(3)Behavior:选择实体Beam。

(4)Type:选择弹性体Flexible。

(5)Profile Type:选择Full Circle。

(6)Placed on:选择EDGE,选择Point1和Point2之间的轴段。

(7)Direction:选择Y。

(8)单击Apply按钮,在数据树Used Data项中创建了第1个轴段形状特性。

(9)依据此方法,分别定义第2段和第3段。

(10)轴段4的定义:其他的操作不变,半径输入20.3,在选择EDGE时按住<Shift>键,分别选择第4段和第5段的边界,Place on显示“2 edges”。

(11)轴段6的定义:在Profile Type下拉列表框中选择Closed Hollow Circle,即圆环,Rl输入33,R2输入15.2。

(12)其他轴段的定义依据表14-4和表14-6进行即可。

(13)定义所有的轴段后,单击Data Tree中的Used Data,如图14-83所示。

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图14-83 Used Data

2.定义材料特性

(1)单击Material图标,在此对话框中创建材料Steel。

(2)在Young modulus文本框中输入2.078e5,后面单位改为N/mm2

(3)在Poisson ratio文本框中输入0.3。

(4)在Mass density文本框中输入“7.8e-6”,后面的单位改为kg/mm3

(5)单击Apply按钮,确认输入数据。

3.添加边界条件

(1)单击Constraint图标。

(2)在Constraint下拉列表框中选择单自由度约束Locking。

(3)在Direction选项组中选择X单选按钮。

(4)使用鼠标拾取整条线Wire1。

(5)单击Apply按钮,左端点X方向约束并在数据树中留下一个记录。此操作约束了X方向的平动自由度。

(6)在Constraint下拉列表框中选择单自由度约束Locking Rotation。

(7)在Direction选项组中选择X单选按钮。

(8)使用鼠标左键拾取整条线Wire1。

(9)单击Apply按钮,左端点X方向约束并在数据树中留下一个记录。此操作约束了X方向的旋转自由度。

4.设置转子信息

(1)在数据树中选择Wire1,或者在图形上选择线Wire1。

(2)单击鼠标右键。

(3)在弹出的快捷菜单中选择Rotor命令。

(4)单击Apply按钮,定义线Wire1为转子。

5.定义轮盘

轮盘采用集中质量单元(Lumped Mass)模拟,下面将定义轮盘。

(1)在数据树中选择Wire1,或者在图形上选择线Wire1。

(2)单击Behavior图标,弹出Behavior对话框。

(3)选择Lumped Mass单元。

(4)输入集中质量1.401kg。

(5)选中Rotor复选框并在右侧的下拉列表框中选择Rotor_on_Wire1。(www.chuimin.cn)

(6)设置直径转动惯量和极转动惯量。

软件规定11和22为直径转动惯量,33为极转动惯量,转动惯量的单位是kg·m2

(7)单击OK按钮。

(8)在Placed on右侧的下拉列表框中,选择VERTEX。

(9)使用鼠标在转子的悬臂端拾取点Point5。

(10)单击Apply按钮,生成集中质量单元。

6.定义不平衡质量

不平衡质量采用(Unbalance)载荷定义。

(1)在数据树中选择Wire1,或者在图形上选择线Wire1。

(2)单击Load图标,弹出Load对话框,如图14-84所示。

(3)在Mass文本框中输入1.401。

(4)在Offset Value文本框中输入0.635,单位为mm。

(5)在Phase文本框中输入45。

(6)选中Rotor复选框并在右侧的下拉列表框中选择Rotor_on_Wire1。

(7)选中Frame复选框,将1st中的方向设为Y,2nd中的方向设为Z,即用右手法则确定不平衡力矩的方向为沿X轴。

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图14-84 Load对话框

注意:如果不选中Frame复选框,则SAMCEF默认的方向是Z轴,在进行模态分析时,对结果没有影响,但在进行谐波、瞬态不平衡响应等分析中就会出现错误。

(8)在Placed on右侧的下拉列表框中选择VERTEX,在图形画面中选择Point5。

7.定义弹簧支撑单元

弹簧支撑单元采用Ground Bearing模拟,下面将定义弹簧单元。

(1)在数据树中选择Wire1,或者在图形上选择线Wire1。

(2)单击Constraint图标,弹出Constraint对话框。

(3)图14-85所示为定义支撑单元。选择Ground Bearing单元。

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图14-85 定义支撑单元

(4)图14-86所示为定义刚度矩阵。输入11的值为43.78e6,22的值为43.78e6,12中输入8.756e6,21中输入8.756e6,单位为N/m,单击OK按钮退出。

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图14-86 定义刚度矩阵

(5)在Damping Matrix中,将11和22改为2.627e3,单位是N/(m/s)。阻尼矩阵定义如图14-87所示。

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图14-87 阻尼矩阵定义

(6)选中Rotor复选框并在右侧的下拉列表框中选择Rotor_on_Wire1。

(7)选中Frame复选框,将1st中的方向设为Y,2nd中的方向设为Z,即用右手法则确定弹簧刚度方向为沿X轴。

(8)在Placed on右侧的下拉列表框中选择VERTEX,在图形画面中选择Point11。

(9)单击Apply按钮,即定义了支撑单元和刚度。Used Data中多出一条记录。

(10)重复步骤(1)~(9),定义Point14点处的弹簧支撑单元。

8.数据树

(1)单击Used Data左侧的978-7-111-51157-1-Chapter14-128.jpg图标,展开数据树。

(2)选择Used Data中的梁单元定义、材料特性定义和约束条件,单击鼠标右键。

(3)在弹出的快捷菜单中选择Hide命令,关闭这些定义标志的显示。隐藏标志如图14-88所示。

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图14-88 隐藏标志