壓縮機曲軸剛體及柔體瞬態(tài)動力學分析

算例來源：信者科技公司 算例描 操作步 打開ANSYSWorkbench，導入零件幾何模 打開Mechanical，確認材料及設置零件為剛 創(chuàng)建零件的運動副及運動副載 求解設置及求解過 分析結果查 改為柔性體瞬態(tài)分 分析結果查 分析小 UnigraphicsNX軟ANSYSWORKBENCH軟件中進行有限45mm190mm，詳見下圖。曲軸中心連接連桿，曲軸和軸瓦接觸部位定義運動副關系，曲軸轉速n1r/動力學分析曲軸的應力分布和動力學特性（位移、速度、加速度曲線。打開ANSYSWorkbench，導入零件幾何模ANSYSWorkbench并使用鼠標右鍵菜單，選擇【ImportGeometry】指定曲軸幾何模型crankshaft01.prt的路徑。【EditGeometryinSpaceclaimSpaceclaim幾何建模模塊，此時，系統(tǒng)才會自動完成將模型導入的過程。在新打開的Spaceclaim幾何建模模塊后直接關閉Spaceclaim幾何建模模塊，返回Workbnech環(huán)境。打開Mechanical，確認材料及設置零件為剛ANSYSMechanicalWorkbench主頁面中，找到【ProjectANSYSMechanical模塊的界面。在Mechanical的界面下，將完成除幾何建模和清理之外的網(wǎng)格劃分、賦予材單位設置：在Mechanical界面的頂部菜單點擊【Units“Metric(kg,mm,s,oC,mA,N,mV)，選擇“DisyValuesinProjectUnits”提示1：在ANSYSWorkbench中的材料定義、幾何建模Spaceclaim、網(wǎng)格劃分Mesh、有限元分析Mechanical等模塊之間傳遞數(shù)據(jù)和模型時，單位制是自動提示2：可以在任意時刻修改單位制，所有已經(jīng)定義的參數(shù)都將由系統(tǒng)自動轉檢查曲軸零件對象的材料：在Mechanical的左 【Project】-【Model】-【GeometrySYS\1”零件，此時可StructureSteel鋼材，無需任何修改?！維tiffnessBehavior】改為“rigid”，即將曲軸定義為“剛形體”，沒有形變創(chuàng)建零件的運動副及運動副來自多體動力學仿真的概念，主要用在相互運動零件之間的連接，也用于 提示：本題目因為只有一個零件，系統(tǒng)默認不需要定義連接關系，因此需要手動添加【onntiononntion欄目，并且自動搜索和創(chuàng)建接觸對。 樹中的【Connections】欄，，彈出菜單中選擇>Insert>ConnectionGroup，即可在 組”。然后在connectiongroup對應的細節(jié)設置面板中，設置connection類型“Joint創(chuàng)建曲軸-地面的運動副：在左側 樹中新建的oint運動副中，系統(tǒng)自動創(chuàng)建了一個‘Fixed’運動副。我們需要選中該動副，并在相應的細節(jié)設置面板中，設置【onntionyp】ody-round【yp】volute，如下圖的第1/2步。這里，實際上是定義了一個曲軸與地面（軸瓦）的轉動運動關系3Ctrl鍵同時選中圖中藍色的兩個曲軸圓柱面，作為運動副4步，對于運動副的參考坐標系，選中曲軸的端面作為參Apply確認，系統(tǒng)將使用該端面的軸線作為運動副的參考轉動4步設置后的運動副示意圖，如上圖。添加曲軸轉動的載荷：在左側樹中的【Transient】欄上點右鍵，可在彈出菜單中選擇添加各類載荷和邊界條件，本例題應選擇【JointLoad的細節(jié)設置面板中，設置【Scope】-【Joint】為剛才創(chuàng)建的RevoluteGroundtocrankshaft01。然后副轉動條件為轉速為11r/s，即【Definition】求解設置及求解過 Settings【ysisSettings】相對應的細節(jié)設置面板，將控制該瞬態(tài)動力學Controls】-【StepEndTime】=1s【DefineBy】=Substeps，InitialSubsteps=100，MinimumSubsteps=100， umSubsteps=1000。以上的設置，含義是：曲軸瞬態(tài)運動的時長為1秒。求解這一秒的運動過程，初1001001000進行求解：在左 分析結果查添加曲軸質心的總位移結果：在左側樹的【Solution】欄，鼠標右鍵，彈單選擇EvaluateAllResults，即可查看到計算結果的顯示。讀者自行點擊動畫提示：讀者注意，在ANSYSWorkbench中，所有要查看和后處理的結果，都【EvaluateAllResults】進行結果的運算和顯 鍵，彈出菜單選擇EvaluateAllResults，即可查看到計算結果的顯示。讀者自行點擊動畫按鈕，并查看表格的輸出數(shù)值。 中，設置【Definition】-【BoundaryCondition】為之前創(chuàng)建的運動副“Revolute…”。此時，系統(tǒng)默認查看結果為該運動副約束的“Total”，也改為柔性體瞬態(tài)分 件，并在細節(jié)設置面板中，將【StiffnessBehavior】改為“Flexible”，即柔性進行求解：在左邊樹【Outlines【rnientSolutionSolv，進行求解。注意，瞬態(tài)分析的求解用時，一般遠超靜力學分析。分析結果查VonMises應力結果：計算完成后，繼續(xù)在左側樹【outline】下VonMises應力結果：在樹中新插入的EquivalentStr