大纲

课程受益

主要内容

一、有限元基    本原理和

软件入门

掌握有限元基本原理和

Workbench简介

1、有限元简介                

2、有限元数值计算的原理 

3、ANSYS Workbench 概述     

4、ANSYS Workbench基本功能

5、ANSYS Workbench操作入门

6、ANSYS Workbench工程分析系统的创建方法   

7、不同模块搭建及多场耦合分析

工程实例-1：利用运动副连接的活塞机构计算

二、Workbench   操作详解

掌握软件建模、

网格生成技术、

载荷、边界和后

处理技术

1、建模

1.1 Design Modeler界面简介   

1.2二维草图

1.3三维模型                  

1.4印记面的生成

1.5参数化建模               

 1.6概念建模

1.7三维模型的修改

2、网格划分技术

2.1WB网格划分原理           

 2.2 WB总体网格控制方法

2.3WB局部网格控制方法        

2.4网格质量评估方法

2.5提高网格质量的技巧

3、载荷与位移约束详解

3.1重力加速度载荷            

3.2标准地球重力载荷

3.3旋转速度载荷             

 3.4压力

3.5静水压力                  

3.6集中力

3.7远端力                   

 3.8承载荷

3.9螺栓预紧载荷             

 3.10力矩

3.11线性压力                

 3.12热条件载荷

3.13运动副载荷              

 3.14固定约束条件

3.15普通位移约束             

3.16远端位移约束

3.17圆柱支撑条件             

3.18弹性支撑条件

4、后处理技术

4.1变形与刚度                

4.2应变评价方法

4.3应力评价方法              

4.4 应力工具与强度评估理论

4.5计算结果误差估计          

4.6自适应求解

4.7探测器后处理技术          

4.8计算精度的判定

工程实例-1:线（杆、梁）模型的创建示例

工程实例-2:平面模型的创建示例   

工程实例-3:三维实体结构的建模示例

工程实例-4:复杂装配体的网格划分技巧

工程实例-5:车轮与钢轨非线性接触分析

三、转子结构常用材料模型

掌握转子结构常用材料模型的输入方法

1、材料本构理论              

2、Engineering Data模块

3、金属材料本构模型         

 4、橡胶材料本构模型

5、复合材料本构模型        

  6、其他本构模型

工程范例-1：材料模型参数的定义与修改实例

工程范例-2：材料库中材料模型的调用实例

工程范例-3：新材料模型的创建实例

四、转子结构常用单元

掌握各种

单元特性

1、概述                      

2、点单元

3、线单元                    

4、平面单元

5、壳体单元                  

6、实体单元

7、计算精度与单元类型的关系

8、转子结构单元类型的选择原则

五、转子结构的过盈计算

掌握转子结构的过盈计算方法

1、ANSYS接触理论             

2、ANSYS过盈理论

3、ANSYS过盈配合的实现方法

4、转子结构热装法与冷装法的原理

工程实例-1：主轴的过盈配合分析

工程实例-2：主轴的过盈热装法装配过程分析

工程实例-3：主轴的过盈冷装法装配过程分析

六、转子动力学分析基础

理解转子动力学基本方程和术语

1、转子动力学的研究内容      

2、转子结构坐标系

3、通用动力学方程            

4、陀螺效应

5、旋转                      

6、椭圆轨道

7、稳定性                   

 8、临界速度

9、有限元分析法在旋转结构建模中的应用

工程实例-1：Nelson-Vaugh转子模态与坎贝尔图分析

七、转子动力学的建模和分析技术详解

掌握转子动力学

的建模和分析

流程及分析技巧

1、Rotordynamic分析过程概述

2、建立模型                  

3、选择零件和轴承模拟

4、使用COMBIN14单元         

5、使用COMBI214单元

6、使用FLUID218单元       

  7、使用MATRIX27单元

8、使用MPC184通用联合单元 

  9、定义阻尼和转速

10、将非轴对称零件转化为等效轴对称质量

11、定义多个线轴             

12、转子动力学常用命令流精析

13、采用CMS超单元技术的旋转零件建模

14、模态分析的求解技术       

15、谐响应分析的求解技术

16、瞬态动力分析的求解技术

17、转子结构分析的后处理技术

17.1模态或谐波分析后对轨道进行可视化

17.2在模态或谐波分析后打印轨道特征

17.3模态或谐波分析后对轨道进行动画处理

17.4瞬态分析后可视化轨道

17.5后处理轴承和反作用力     

17.6坎贝尔图

17.7用旋转速度可视化频率的演变

17.8检查每种模式的稳定性和旋转

17.9确定临界速度             

17.10确定稳定性阈值

18、生成一个成功的坎贝尔图

工程实例-1：刚性支承单盘转子临界转速计算

工程实例-2：刚性支承多盘转子临界转速计算

八、旋转结构的模态分析

掌握旋转结构的模态分析方法

1、模态分析简介              

2、模态分析理论和术语

3、固有频率和模态振型        

4、参与系数，有效质量

5、模态计算设置              

6、有应力结构的模态分析

7、线性摄动法求解有应力结构的模态分析

工程实例-1：临界速度图生成方法

工程实例-2：多盘转子临界转速分析

工程实例-3：柔性支承结构转子系统的临界转速和坎贝尔图分析

工程实例-4：考虑预应力的柔性支承结构转子系统的临界转速和坎贝尔图分析

工程实例-5：采用CMS超单元技术的复杂转子的建模与分析

工程实例-6：风扇应力刚化与旋转软化效应分析

九、转子结构的谐响应分析

掌握旋转结构的谐响应分析方法

1、谐响应分析简介            

2、谐响应分析理论与术语

3、完全法谐响应分析          

4、基于模态叠加的谐响应分析

5、谐响应分析支持的载荷和边界条件

6、谐响应分析后处理技术      

7、转子结构旋转力的定义

8、转子结构同步或不同步力下的谐响应分析

工程实例-1：不平衡激励下扇形叶片转子的谐响应分析

工程实例-2：分布力激励下扇形叶片转子的谐响应分析

工程算例-3：基础激励下双盘悬臂转子谐波响应计算与振动行为分析

十、转子结构瞬态动力学

分析

掌握转子结构

瞬态动力学

分析方法

1、瞬态动力学简介            

2、瞬态动力学理论

3、瞬态动力学计算的基本设置

4、转子结构瞬态动力分析中旋转力的定义方法

工程算例-1：转子启动的瞬态响应计算

工程算例-2：转子在脉冲叠加载荷作用下的瞬态响应计算

十一、流体旋转机械的流固耦合模拟

掌握流体转子结构的流固耦合分析方法

1、概述                      

2、流固耦合基本原理

3、流固耦合场的数据传递方法

4、ANSYS Workbench-fluent流固耦合分析设置详解

工程实例-1：风机旋转过程的流固耦合仿真计算

十一、旋转结构动力优化

设计

掌握转子结构动力优化方法

1、优化设计简介              

2、优化设计中常用术语

3、ANSYS Workbench优化方法详解

4、转子结构动力优化计算设置与操作技巧

工程实例-1：利用优化技术提高多盘转子系统的临界转速