第1章 軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)及分析方法 1 1.1有限單元法的基本概念 2 1.1.1彈性體的離散化 3 1.1.2單元分析 6 1.1.3結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)微分方程 8 1.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)微分方程的求解 10 1.2.1自由振動(dòng)微分方程的求解 10 1.2.2強(qiáng)迫振動(dòng)微分方程的求解 11 1.3往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸強(qiáng)度校核方法 12 1.3.1正應(yīng)力、剪應(yīng)力與三向應(yīng)力之間的關(guān)系 13 1.3.2曲軸強(qiáng)度的校核 14 1.4ANSYS 軟件功能簡(jiǎn)介 15 1.4.1ANSYS 軟件的圖形用戶界面 16 1.4.2ANSYS 軟件的結(jié)構(gòu)分析模塊 17 1.4.3ANSYS 軟件的APDL 參數(shù)化設(shè)計(jì)語言 19 1.4.4ANSYS 軟件的工作平面與坐標(biāo)系 21 第2章 往復(fù)式壓縮機(jī)軸系載荷計(jì)算 32 2.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系 34 2.2往復(fù)慣性質(zhì)量等效 35 2.3綜合活塞力的計(jì)算 37 2.4曲柄銷上切向力和徑向力的計(jì)算 39 2.5轉(zhuǎn)矩的傅里葉分析 40 第3章 往復(fù)式壓縮機(jī)軸系計(jì)算模型構(gòu)建 42 3.1軸系扭振計(jì)算必備數(shù)據(jù)及其計(jì)算模型的等效 42 3.1.1往復(fù)式壓縮機(jī)軸系扭振計(jì)算必備數(shù)據(jù) 42 3.1.2往復(fù)式壓縮機(jī)軸系扭振計(jì)算模型的等效 43 3.2軸系幾何建模 46 3.2.1軸系單元結(jié)構(gòu)建模 48 3.2.2軸系幾何模型的構(gòu)建 71 3.2.3軸系幾何模型的組合 76 3.3軸系有限元建模 83 3.3.1有限元模型單元類型的選擇 84 3.3.2軸系材料屬性的定義 84 3.3.3軸系有限元網(wǎng)格劃分 89 第4章 往復(fù)式壓縮機(jī)軸系臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 100 4.1軸系模態(tài)分析 101 4.1.1節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化及軸承約束的定義 101 4.1.2模態(tài)分析類型的選擇及參數(shù)設(shè)定 111 4.1.3模態(tài)分析計(jì)算及計(jì)算結(jié)果的獲取 114 4.2軸系臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算 122 4.2.1臨近額定轉(zhuǎn)速范圍的軸系共振分析 122 4.2.2特定轉(zhuǎn)速范圍的軸系共振分析 123 第5章 往復(fù)式壓縮機(jī)軸系扭振計(jì)算 125 5.1軸系諧響應(yīng)計(jì)算 125 5.1.1諧響應(yīng)分析類型的選擇及參數(shù)設(shè)定 126 5.1.2簡(jiǎn)諧轉(zhuǎn)矩載荷的施加 128 5.1.3諧響應(yīng)分析計(jì)算及計(jì)算結(jié)果的獲取 133 5.1.4基于諧響應(yīng)的不同諧次扭轉(zhuǎn)載荷對(duì)軸系扭轉(zhuǎn)共振的影響 138 5.2軸系瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算 149 5.2.1時(shí)間歷程載荷的計(jì)算 149 5.2.2瞬態(tài)響應(yīng)分析類型的選擇及參數(shù)設(shè)定 150 5.2.3時(shí)間歷程載荷的施加 151 5.2.4瞬態(tài)響應(yīng)節(jié)點(diǎn)位移分析及模態(tài)擴(kuò)展 156 5.2.5瞬態(tài)響應(yīng)分析計(jì)算結(jié)果的獲取 159 5.2.6基于瞬態(tài)響應(yīng)的不同諧次扭轉(zhuǎn)載荷對(duì)軸系2 階扭轉(zhuǎn)共振的影響 162 5.3軸系靜力學(xué)計(jì)算 166 5.3.1軸系靜力學(xué)軸承約束及工作載荷的施加 167 5.3.2軸系靜力學(xué)分析的設(shè)定 167 5.3.3靜力學(xué)分析計(jì)算結(jié)果的獲取 170 5.4軸系強(qiáng)度的校核 173 5.4.1基于靜力學(xué)計(jì)算結(jié)果的軸系強(qiáng)度校核 173 5.4.2基于瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算結(jié)果的軸系強(qiáng)度校核 176 5.4.3基于動(dòng)力學(xué)特性優(yōu)化的軸系強(qiáng)度校核 180 5.5工程案例 185 5.5.1工程概述 185 5.5.2基于靜力學(xué)計(jì)算結(jié)果的軸系強(qiáng)度校核及模態(tài)分析 186 5.5.3基于動(dòng)力學(xué)計(jì)算的軸系扭轉(zhuǎn)振幅分析及強(qiáng)度校核 191 附錄1軸系幾何模型各參數(shù)文件ParGeo6M.mac 197 附錄2軸系幾何模型各單元體體號(hào)文件Par6Mv.mac 200 附錄3軸系諧響應(yīng)分析載荷文件Par6Mload_h.mac 202 附錄4軸系瞬態(tài)響應(yīng)分析載荷文件Par6Mload.mac 203 參考文獻(xiàn) 214