转子动力学系列（十一）：基于ANSYS Workbench的多轴转子临界转速

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了多轴转子的模态分析和临界转速计算。首先，多轴转子分析与独立转子分析基本相同，需要注意提前将各转子的转动部件用Named selections定义好。其次，在WB中，采用Beam188单元模拟得到前4阶振型，并通过坎贝尔图得到各转子的临界转速。最后，可以提取各阶振型的轴向轨迹。

多轴转子分析与独立转子分析基本相同，需要注意的是提前将各转子的转动部件用Named selections定义好。 在不同的载荷步，多轴转子的转速比可以改变，但转速随载荷步为升序。

1. 问题描述

如下图所示的多轴转子，转子1和转子2位于XZ平面，转子3与前者不在一个平面中。各转轴长度和轴径以及圆盘厚度和半径等见图b、图c，约束与连接如图a所示。各转子间的转速比为1:3:2，各轴承刚度K11均为1E9N/m，K22均为2E9N/m。对此转子系统进行模态分析和临界转速计算。(注：本例引用《ANSYS结构动力分析与应用P291的6.4.4小节》)

多轴转子的构造

2. 结果分析

在WB中，采用Beam188单元模拟得到前4阶振型如下：

多轴转子的一阶振型

多轴转子的二阶振型

多轴转子的三阶振型

多轴转子的四阶振型

当前版本的WB并不提供多轴转子的坎贝尔图生成，可以通过插入命令流或者把模拟结果导入APDL里面查看各个转子的坎贝尔图，由于多个转子之间相互耦合作用，会出现较多与转速无关的振动模态，读者亦可手动提取关心的转速数据绘制坎贝尔图 。

得到各转子的坎贝尔图如下，同时可以得到各转子的临界转速。

转子1的坎贝尔图

转子2的坎贝尔图

转子3的坎贝尔图

同时可以提取各阶振型的轴向轨迹。

多轴转子轴心轨迹1

多轴转子轴心轨迹2

3.  分析过程

根据所给的尺寸建立多轴转子线体模型，转轴和圆盘一同由线体建立。

转子动力学系列（一）：临界转速与坎贝尔图

转子动力学系列（二）：基于ANSYS APDL的不平衡响应分析

转子动力学系列（三）：双转子电机不平衡响应分析

转子动力学系列（四）：基于ANSYS Workbench的不平衡响应分析

转子动力学系列（五）：不同建模单元对比（BEAM188与SOLID186）

转子动力学系列（六）：不同轴承单元对比（COMBIN14和COMBI214）

转子动力学系列（七）：随转速变刚度和变阻尼的模拟

转子动力学系列（八）：考虑预应力的转子动力学分析

转子动力学系列（九）：带支承结构的复杂转子分析

转子动力学系列（十）：轴对称实体单元Solid272/Solid273的应用

转子动力学系列（十一）：基于ANSYS Workbench的多轴转子临界转速分析

转子动力学系列（十二）：不平衡激励下的启动过程瞬态转子动力学分析