轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件,由于其載荷復(fù)雜,易產(chǎn)生裂紋萌生。當(dāng)前,對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性以及故障機(jī)理的研究,通常采用簡(jiǎn)單離散的建模方法,這種方法對(duì)復(fù)雜轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的定量分析往往存在較大的局限性,因此,研究裂紋轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)行為的有限元建模與分析方法對(duì)于定量研究裂紋轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性和指導(dǎo)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)具有重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。在ABAQUS有限元軟件平臺(tái)下,建立了裂紋轉(zhuǎn)子的三維實(shí)體模型,通過對(duì)VDLOAD子程序的二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了非線性油膜力載荷的有效模擬,實(shí)現(xiàn)了裂紋轉(zhuǎn)子在油膜支撐條件下的動(dòng)力學(xué)三維仿真分析。建立了單裂紋轉(zhuǎn)子在鉸支和油膜力支撐條件下的模型,以及裂紋夾角呈0°、90°和180°的雙裂紋轉(zhuǎn)子模型,采用接觸單元模擬了轉(zhuǎn)子裂紋的開閉效應(yīng),并分別研究了其動(dòng)力學(xué)特性,包括:時(shí)域、頻譜、軸心軌跡和兩條裂紋的開閉特性和相互關(guān)系。設(shè)計(jì)了單裂紋、雙裂紋轉(zhuǎn)子試驗(yàn),對(duì)單裂紋和雙裂紋轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性仿真分析結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證�；赥raction-Separation-Law理論,在ABAQUS中利用Cohesive單元模擬了轉(zhuǎn)子裂紋的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展,并分析了裂紋擴(kuò)展對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)行為的影響。 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

裂紋轉(zhuǎn)子模型

σ=0.33ρ=7800 kg/m工程實(shí)際中轉(zhuǎn)子的彈性軸有時(shí)會(huì)存在著一定的初始彎曲，即彈性軸在不受力的情形下其軸線并不是一條理想的直線。但是我們本仿真的主要目的是研究裂紋對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性的影響，因此并沒有考慮偏心質(zhì)量的影響。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：2228.243.8.243.3.734.IekgmIekgmIekgmzzyyxx= = = 2.1.2 網(wǎng)格劃分與裂紋的設(shè)定裂紋軸的網(wǎng)格劃分，我們選擇六面體減縮單元 C3D8R，整個(gè)模型共有 248 個(gè)單元，549 個(gè)節(jié)點(diǎn)。另外，由于縮減積分單元在顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算的過程中存在沙漏的現(xiàn)象，即整個(gè)過程的動(dòng)能和勢(shì)能的總和超出總能量值，使得結(jié)果精度變差，所以采用了 second-accuracy 的沙漏控制方法。

228.243.8.243.IekgmIekgmzzyy= = 2.1.2 網(wǎng)格劃分與裂紋的設(shè)定裂紋軸的網(wǎng)格劃分，我們選擇六面體減縮單元 C3D8R，整個(gè)模型共有 248 個(gè)單元，549 個(gè)節(jié)點(diǎn)。另外，由于縮減積分單元在顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算的過程中存在沙漏的現(xiàn)象，即整個(gè)過程的動(dòng)能和勢(shì)能的總和超出總能量值，使得結(jié)果精度變差，所以采用了 second-accuracy 的沙漏控制方法。圖 2-2 轉(zhuǎn)子的網(wǎng)格劃分Fig.2-2 Mesh of the rotor


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