ANSYS轴对称压气机盘静力分析与简化模型

轴对称结构静力分析是有限元方法在工程领域中一种重要的简化技术，特别是在处理复杂结构如压气机盘组件时。本章以带有鼓桶的压气机盘为例，该结构可以视为轴对称的，因为它的形状可以通过一个固定轴旋转生成，且外载荷和边界条件沿轴对称分布。在实际分析中，通过对模型进行简化，如移除盘上的小孔，可以使计算更为高效，减少模型规模，从而降低计算时间和内存需求。 压气机盘鼓结构件的分析问题中，考虑了叶片的离心效应，这些效应被转化为沿盘边缘的线分布力，简化了模型的复杂性。例如，74个叶片产生的离心力共计628232N，这些力被均匀分布在盘面上。为了模拟真实情况，位移约束被设置在鼓桶上，包括上表面的径向约束和侧面的轴向约束。 在ANSYS软件中，建立模型时首先会设定分析作业的名称和标题，以便明确工作内容。模型以平面形式存在于XY平面上，为了网格划分的精确性，模型需要进行适当的切割。在本例中，所有物理量如应力（单位为MPa）、力（单位为N）以及长度（单位为mm）都采用标准工程单位。 在进行轴对称分析时，ANSYS利用了其内置的轴对称功能，这使得软件能够识别并利用模型的对称性，仅对半部分模型进行求解，然后通过镜像或复制扩展到整个结构。这种方法大大减少了网格的数量，提高了计算效率，同时确保了结果的准确性。 总结来说，轴对称静力分析是一种在压气机盘等复杂结构分析中常用的策略，它简化了计算流程，优化了资源使用，使工程师能够专注于关键的设计参数和力学行为的研究。在实际操作中，正确地应用轴对称特性并结合ANSYS软件，能显著提升工程分析的精度和效率。