坎贝尔图分析——详解

首先谈一下,我为什么写这个。我的专业领域就涉及到转子动力学,所以就学习一下,但是光从理论学习还不行,得手动实践一下,所以用python自己编程(我一般不用matlab)或者用ansys软件分析。转子动力学的分析方法有传递矩阵法,有限元法。我这里指的是有限元法。

============命令===================
这篇是对《坎贝尔图分析》中命令的详细介绍。

1.定义单元
ET ,单元ID,单元
2.定义实常数
R,实常数1,....,实常数6
3.定义材料属性
MP,材料标签,材料ID,材料属性值
材料标签:xy平面的泊松比 nuxy;x方向的弹性模量 ex;密度dens
4.定义划分线的默认数量
ESIZE,尺寸     
线长度除以尺寸便是划分数量
ESIZE,,份数 
直接定义划分数量
5. 创建一个圆面或圆柱
CYL4,圆心坐标x,圆心坐标y,内径,开始角度,外径,结束角度,圆柱深度
6.对面进行网格划分,即创建节点与面单元
AMESH,ALL
ALL表示对所有面划分
7.选择
LSEL  选择线的子集
ALLSEL 全选
8.定义线的边界条件
DL
9.模态分析选项
MODOPT,模态提取的方法,提取模态的数量,开始频率,结束频率,复数特征模态开关
在此使用的提取方法是QRDAMP(阻尼系统使用QR算法)
10.QRDAMP选项
QRDOPT,再利用开关
如果选择ON,即打开,表示利用前面载荷步的计算结果
11.模态扩展
MXPAND,模态扩展数量
12.打开陀螺效应
CORIOLIS
13.定义结构转速
OMEGA,X轴转速,Y轴转速,Z轴转速
14.定义y轴范围
/YRANGE
15.定义展示图片的格式
/SHOW,JPEG
16.保存图片
/SHOW,CLOSE
17.绘制坎贝尔图
PLCAMP
18.输出坎贝尔图数据
PRCAMP
用batch方式运行,则会在格式为.out的文件中,看到坎贝尔图的数据。
若在GUI里面输入命令,则无法显示。
============感想=====================
其实写这个还是挺麻烦的,但是写博客算是自己学习的一种激励吧。
1. shell单元求出的坎贝尔图无法区分正反进动
当shell单元与旋转轴垂直时,PLCAMP或者PRCAMP是不区分正进动反进动的,但是可以通过ANHARM直观的看出。
自己后续会用ANHARM命令,生成动画来观察一下。

2.对坎贝尔图的理解
我将其称为 转速—涡动图,横轴为转速,纵轴为涡动频率,然后有一根y=x的斜线,还有许多从涡动频率轴引出的线,这是稳态正进动以及稳态反进动的频率。
y=x与这些线相交,交点对应的频率便是共振频率。

3.模态参与因子   MODAL PARTICIPATION FACTOR
在查看.out文件时,发现有模态参与因子。理论上结构有无限自由度,存在无限多阶模态,这时激振力就无法激起结构的所有模态了,模态参与因子反应了哪些模态参与了激励力所产生的响应。

4.载荷步
自己修改一下求解方式

omega,,,0.1  
solve
omega,,,w/8
solve
omega,,,w*2/8
solve
omega,,,w*3/8
solve
omega,,,w/2
solve
omega,,,w*5/8
solve
omega,,,w*6/8
solve
omega,,,w*7/8
solve
omega,,,w
solve
此时在out文件就会发现9个载荷步。后一个载荷步是在前一个载荷步施加的基础上继续施加的。
对于多载荷步的好处?我需要继续学习。
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暂时写到这里,如果哪里需要修改,请指出。

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