壓縮機(jī)曲軸剛體及柔體瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析

算例來源：信者科技公司 算例描 操作步 打開ANSYSWorkbench，導(dǎo)入零件幾何模 打開Mechanical，確認(rèn)材料及設(shè)置零件為剛 創(chuàng)建零件的運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副載 求解設(shè)置及求解過 分析結(jié)果查 改為柔性體瞬態(tài)分 分析結(jié)果查 分析小 UnigraphicsNX軟ANSYSWORKBENCH軟件中進(jìn)行有限45mm190mm，詳見下圖。曲軸中心連接連桿，曲軸和軸瓦接觸部位定義運(yùn)動(dòng)副關(guān)系，曲軸轉(zhuǎn)速n1r/動(dòng)力學(xué)分析曲軸的應(yīng)力分布和動(dòng)力學(xué)特性（位移、速度、加速度曲線。打開ANSYSWorkbench，導(dǎo)入零件幾何模ANSYSWorkbench并使用鼠標(biāo)右鍵菜單，選擇【ImportGeometry】指定曲軸幾何模型crankshaft01.prt的路徑。【EditGeometryinSpaceclaimSpaceclaim幾何建模模塊，此時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)完成將模型導(dǎo)入的過程。在新打開的Spaceclaim幾何建模模塊后直接關(guān)閉Spaceclaim幾何建模模塊，返回Workbnech環(huán)境。打開Mechanical，確認(rèn)材料及設(shè)置零件為剛ANSYSMechanicalWorkbench主頁面中，找到【ProjectANSYSMechanical模塊的界面。在Mechanical的界面下，將完成除幾何建模和清理之外的網(wǎng)格劃分、賦予材單位設(shè)置：在Mechanical界面的頂部菜單點(diǎn)擊【Units“Metric(kg,mm,s,oC,mA,N,mV)，選擇“DisyValuesinProjectUnits”提示1：在ANSYSWorkbench中的材料定義、幾何建模Spaceclaim、網(wǎng)格劃分Mesh、有限元分析Mechanical等模塊之間傳遞數(shù)據(jù)和模型時(shí)，單位制是自動(dòng)提示2：可以在任意時(shí)刻修改單位制，所有已經(jīng)定義的參數(shù)都將由系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)檢查曲軸零件對(duì)象的材料：在Mechanical的左 【Project】-【Model】-【GeometrySYS\1”零件，此時(shí)可StructureSteel鋼材，無需任何修改?！維tiffnessBehavior】改為“rigid”，即將曲軸定義為“剛形體”，沒有形變創(chuàng)建零件的運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副來自多體動(dòng)力學(xué)仿真的概念，主要用在相互運(yùn)動(dòng)零件之間的連接，也用于 提示：本題目因?yàn)橹挥幸粋€(gè)零件，系統(tǒng)默認(rèn)不需要定義連接關(guān)系，因此需要手動(dòng)添加【onntiononntion欄目，并且自動(dòng)搜索和創(chuàng)建接觸對(duì)。 樹中的【Connections】欄，，彈出菜單中選擇>Insert>ConnectionGroup，即可在 組”。然后在connectiongroup對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)設(shè)置面板中，設(shè)置connection類型“Joint創(chuàng)建曲軸-地面的運(yùn)動(dòng)副：在左側(cè) 樹中新建的oint運(yùn)動(dòng)副中，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)‘Fixed’運(yùn)動(dòng)副。我們需要選中該動(dòng)副，并在相應(yīng)的細(xì)節(jié)設(shè)置面板中，設(shè)置【onntionyp】ody-round【yp】volute，如下圖的第1/2步。這里，實(shí)際上是定義了一個(gè)曲軸與地面（軸瓦）的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)關(guān)系3Ctrl鍵同時(shí)選中圖中藍(lán)色的兩個(gè)曲軸圓柱面，作為運(yùn)動(dòng)副4步，對(duì)于運(yùn)動(dòng)副的參考坐標(biāo)系，選中曲軸的端面作為參Apply確認(rèn)，系統(tǒng)將使用該端面的軸線作為運(yùn)動(dòng)副的參考轉(zhuǎn)動(dòng)4步設(shè)置后的運(yùn)動(dòng)副示意圖，如上圖。添加曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的載荷：在左側(cè)樹中的【Transient】欄上點(diǎn)右鍵，可在彈出菜單中選擇添加各類載荷和邊界條件，本例題應(yīng)選擇【JointLoad的細(xì)節(jié)設(shè)置面板中，設(shè)置【Scope】-【Joint】為剛才創(chuàng)建的RevoluteGroundtocrankshaft01。然后副轉(zhuǎn)動(dòng)條件為轉(zhuǎn)速為11r/s，即【Definition】求解設(shè)置及求解過 Settings【ysisSettings】相對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)設(shè)置面板，將控制該瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)Controls】-【StepEndTime】=1s【DefineBy】=Substeps，InitialSubsteps=100，MinimumSubsteps=100， umSubsteps=1000。以上的設(shè)置，含義是：曲軸瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)的時(shí)長為1秒。求解這一秒的運(yùn)動(dòng)過程，初1001001000進(jìn)行求解：在左 分析結(jié)果查添加曲軸質(zhì)心的總位移結(jié)果：在左側(cè)樹的【Solution】欄，鼠標(biāo)右鍵，彈單選擇EvaluateAllResults，即可查看到計(jì)算結(jié)果的顯示。讀者自行點(diǎn)擊動(dòng)畫提示：讀者注意，在ANSYSWorkbench中，所有要查看和后處理的結(jié)果，都【EvaluateAllResults】進(jìn)行結(jié)果的運(yùn)算和顯 鍵，彈出菜單選擇EvaluateAllResults，即可查看到計(jì)算結(jié)果的顯示。讀者自行點(diǎn)擊動(dòng)畫按鈕，并查看表格的輸出數(shù)值。 中，設(shè)置【Definition】-【BoundaryCondition】為之前創(chuàng)建的運(yùn)動(dòng)副“Revolute…”。此時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)查看結(jié)果為該運(yùn)動(dòng)副約束的“Total”，也改為柔性體瞬態(tài)分 件，并在細(xì)節(jié)設(shè)置面板中，將【StiffnessBehavior】改為“Flexible”，即柔性進(jìn)行求解：在左邊樹【Outlines【rnientSolutionSolv，進(jìn)行求解。注意，瞬態(tài)分析的求解用時(shí)，一般遠(yuǎn)超靜力學(xué)分析。分析結(jié)果查VonMises應(yīng)力結(jié)果：計(jì)算完成后，繼續(xù)在左側(cè)樹【outline】下VonMises應(yīng)力結(jié)果：在樹中新插入的EquivalentStr