ANSYS周期对称结构模态分析详解与压气机盘振动模态研究

在ANSYS软件中，周期对称结构模态分析是一种重要的分析方法，用于研究具有周期性重复特征的结构的振动特性。在第12章中，我们重点关注不带有预应力的模态分析，因为该类型的分析在许多实际应用中更为常见，例如压气机盘的低阶频率和振动模态分析。 首先，周期对称分析在ANSYS中支持静态和模态两种类型的计算，其中静态分析适用于线性和大变形的非线性问题，而模态分析则侧重于频率响应和振动模式。模态分析中的关键步骤是设置节径数和对应的模态阶数，每个节径视为一个独立的载荷步，ANYSYS会自动处理周期对称边界条件，每次求解完一个节径后，都会更新约束方程。 针对给定的压气机盘模型，它源自第9章的示例，分析师需要重新导入或依据原有模型进行调整。在模型建立阶段，必须在划分网格前设置周期对称选项，以确保分析的准确性。此外，ANYSYS的主菜单可能会根据分析类型（如结构、热、流体或电磁场分析）有所不同，因此在开始分析前选择正确的分析范畴是必要的。 在进行分析时，需要遵循以下步骤： 1. 修改数据库文件名和标题：通过Utility Menu > File > ChangeJobname功能，设置新的文件名为“CH12”并输入“Modalanalysisofcompressors”作为分析标题，以便清晰地标识工作内容。 2. 定义分析任务：这涉及到设置适当的分析范围和参数，如节径数和模态阶数，以获得所需的低阶频率和振动模态信息。 3. 创建和配置模型：参照第9章的模型和边界条件设置，确保几何模型的正确性和周期性边界条件的正确应用。 4. 进行模态分析：在ANSYS中启动模态分析，ANYSYS会自动处理周期对称的结构，并逐步求解各个节径的模态问题。 5. 分析结果解读：最后，分析得到的低阶频率和振动模态数据可用于评估压气机盘的稳定性、振动源定位以及可能的改进措施。 周期对称结构模态分析是AN SYS中一项实用的工具，它能够帮助工程师深入理解周期性结构的动态行为，对于压气机盘这样的关键机械部件尤为重要。理解并掌握这一技术有助于优化设计，提高产品的可靠性和性能。