1、转子动力学基本概念,理论基础参考系,研究对象：旋转结构静止参考系: 整体参考系（OXYZ）旋转参考系：粘附于结构的随动坐标系(OXYZ)（在CORIOLIS命令中指定）,固定参照系,旋转动参照系,绝对运动，相对运动，牵连运动,绝对运动 va aa 质点相对定坐标系的运动相对运动 vr ar 质点相对动坐标系的运动牵连运动 ve ae 动坐标系中与动点重合的点相对定坐标系的运动 va=ve+vr aa=ae+ar+ak,M,M1,M2,Fc,V,旋转参考系科里奥利力,如图，旋转圆盘角速度 ，质点M在惯性坐标系中以匀速度V向上运动，不受任何力的作用，从M点运动到M1点，如果以圆盘为参考系，观察M的
2、运动，是从M点运动到M2点，似乎受到一个力Fc的作用，这个想象的力就称之为科里奥利力。在非惯性参考系中，如果加上惯性力、科里奥利力就可把其看作为惯性参考系进行质点运动的计算,静止参考系陀螺力矩,静止参考系中的计算对象，不仅仅包括转子，也可包括非转子的常规结构 在静止参考系中观察转子，并不反映转子中各个质点的绝对旋转速度，而是显示转子的动力学效应,陀螺效应,转子角速度 转轴倾斜角速度,陀螺力矩,静止参考系旋转阻尼矩阵,=C V +BrB是一个非对称矩阵，会影响到结构的表观刚度,惯性释放,例如有一个弹性体，没有任何边界条件约束其刚体自由度，当有一个载荷施加在它上面时，正常的情况下弹性体会发生刚体位
3、移（包括平动加速度和转动角加速度），而无法得到弹性变形结果，为了解决这个问题，可以用惯性释放技术，使得这个弹性体在没有刚体约束的情况下也能得到弹性变形。具体方法如下：1 计算弹性体的质量特性：平动质量M，转动惯量惯性（相对质心） Jxx Jxy Jxz Jyx Jyy Jyz Jzx Jzy Jzz 2 把所有的外载荷等效到质心，得到一个合力F矢量和合力矩矢量M3 把弹性体看作刚体，根据质量特性和合力F矢量和合力矩矢量M 计算刚体的平动加速度和转动角加速度4 根据平动加速度和转动角加速度计算所有节点的惯性力，施加在对应节点上5 约束刚体位移后，计算在外载和惯性力作用下弹性体的变形和应力 由于外
4、载和惯性力组成一个平衡的力系，因此计算得到的支座反力应该等于零 在ANSYS软件中，进行静力分析时，打开惯性释放开关（ irlf,1 ;load/define load/apply/structural/inertia/inertia relief/yes）求解就可以自动完成以上步序（施加约束除外），进行惯性释放计算后可以在/post1中用irlist命令显示(没有菜单形式)：A 弹性体的质量特性（整体坐标系和相对质心）(通过惯性释放计算得到的质量特性更精确）B 作用在质心处的合力和合力矩C 与惯性力对应的加速度和角加速度用惯性释放的办法得到的质量数据更精确,旋转软化,如图弹簧、质点系统，以角
5、速度绕轴旋转，在此旋转参考系中：,在小位移计算时，不考虑节点位置变化对载荷的影响，为了在小位移分析时能反映旋转对其作用力的影响，可以对刚度进行修正，称之为旋转软化： ANSYS在进行模态分析时，如果定义了旋转角速度,就会进行旋转软化的修正。,应力钢化,由于外力的作用，在结构内生成一个应力场，这个应力场对应产生一个结构的应力刚度矩阵，叠加到结构原来的刚度矩阵上，增加了（或减小了）结构的刚度，这个现象称之为应力钢化,在旋转结构旋转惯性力的作用下，产生的应力钢化使频率提高,旋转软化应力钢化,在实际的结构中，旋转软化与应力钢化同时发生vm54a. mac ppl.mac 生成下图,A,D,C,B,刚性
6、柱,弹性板,动力学方程,常规动力学方程转子动力学方程（转动动参考系）转子动力学方程（固定参考系）,ANSYS定义三种转动 角速度 角加速度 转动1：相对于总体坐标系，结构的整体转动（输入命令OMEGA 、DOMEGA） OMEGA, OMEGX, OMEGY, OMEGZ, KSPIN DOMEGA, DOMGX, DOMGY, DOMGZ 转动2：单元组相对用户定义的轴的转动（输入命令CMOMEGA 、CMDOMEGA ）CMOMEGA, CM_NAME, OMEGAX, OMEGAY, OMEGAZ, X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2, KSPIN CMDOMEGA, CM_N
7、AME, DOMEGAX, DOMEGAY, DOMEGAZ, X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2 转动3：整体坐标系相对于用户定义轴的转动（输入命令CGOMGA、 DCGOMG、CGLOC ）CGOMGA, CGOMX, CGOMY, CGOMZ DCGOMG, DCGOX, DCGOY, DCGOZ CGLOC, XLOC, YLOC, ZLOC 在瞬态分析中OMEGA， DOMEGA， CMOMEGA， CMDOMEGA， CGOMGA， DCGOMG多支持用tabel定义的可变参数：%TABNAME_X%, %TABNAME_Y%, %TABNAME_Z%,ANSYS中转动定
8、义,每次分析可以在三种转动中选择二种 参考系的运动 相对运动转动1转动2 ： 转动1是整体运动，转动2是陀螺自转转动2转动3 ： 转动3是整体运动，转动2是陀螺自转转动1转动3 ： 转动3是整体运动，转动1是陀螺自转,转动组合,转动组合：转动1 和 转动2:,一个部件在整体坐标系中以角速度OMEGA转动，另外一个部件联接到这个部件，并相对其以角速度CMOMEGA.转动,研究对象：机器。机器转子角速度用CMOMEGA定义，机器与地面一起转动，角速度用CGOMGA定义（大小、方向）， 转动轴原点用CGLOC定义.,转动组合：转动2 和 转动3:,研究对象：机器转子。机器转子角速度用OMEGA定义，机器与地面一起转动，角速度用CGOMGA定义（大小、方向）， 转动轴原点用CGLOC定义.,转动组合：转动1 和 转动3:,
