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

本文摘要（由AI生成）：

本文探讨了人工智能技术在不同领域的应用及其对社会和经济的影响。文章首先介绍了人工智能的基本概念和发展历程，然后分析了人工智能在医疗、交通、金融等领域的应用案例和优势。接着，文章探讨了人工智能对社会和经济的影响，包括提高生产效率、改善生活质量、创造新的就业机会等方面。最后，文章指出了人工智能应用中存在的问题和挑战，如数据安全、隐私保护、伦理道德等问题，并提出了相应的解决方案和建议。

转子结构一般为对轴对称结构；对于复杂结构，采用Solid186实体单元需要比较高的电脑配置而且计算耗时也比较长，此时可以考虑采用轴对称实体单元Solid272、273单元来模拟；Solid272、273单元每个节点只有3个方向的平动自由度，只要求模型轴对称，并不需要边界条件轴对称。

1 问题描述

如图所示的转子模型，材料弹性模量为2.078E11Pa，密度为7800kg/m³，垂直面上两个方向的轴承刚度均为4.378E 07 N/m，暂不考虑阻尼的影响。求该转子模型的涡动频率、振型、临界转速；并对其进行优化设计，将一阶正进动临界转速值固定在17000rpm。

转子构造和几何尺寸

2 结果分析

采用Solid272单元模拟得到前4阶振型及坎贝尔图如下：

采用Solid186单元模拟得到前4阶振型及坎贝尔图如下：

对比上述的涡动频率及振型可知，Solid272与Solid186结果是一致的，两者得到的临界转速分别如下：

将圆盘厚度以及轴承刚度参数化，设置目标函数为一阶正进动临界转速值Seek Target=17000，得到圆盘厚度、轴承刚度与临界转速的关系图如下：

通过优化设计分析可知，当圆盘厚度取65.64mm，轴承刚度为47936N/mm时，该转子模型的一阶正进动临界转速为17000rpm。

3 模型建立

分析项目图如下所示：

在Engineering Data设置好材料属性，导入面体模型，设置其厚度为0.001mm；点击第一个Surface Body右键插入command，输入“mat1 = matid”，同理第二个、第三Surface Body分别输入“mat2 = matid”，“mat3 = matid”

转子动力学系列（一）：临界转速与坎贝尔图

转子��力力学系列（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