FEMAP with NX Nastran - Rotor Dynamics (E516/517)

  • Быстрый расчет и улучшение динамических характеристик вращающихся систем до физического прототипирования и производства
  • ‍Устранение динамических проблем с шумом и вибрацией в предыдущих проектах и находящемся на производстве оборудовании роторного типа
  • ‍Расчет и внедрение оптимальных в обслуживании проектных изменений для увеличения производительности оборудования роторного типа
  • ‍Оценка роторной разбалансировки и общего отклика на возбуждение
  • ‍Расчет критических скоростей и частот вращения по диаграмме Кэмпбелла
  • ‍Расчет нагрузок на ротор двигателя при маневрировании в полете и имитация условий разрушения двигателя
  • ‍Проведение мультидисциплинарного анализа при структурном проектировании и оптимизации в единой среде, используя возможности мощного решателя NASTRAN

Роторные системы подвержены воздействию гироскопических сил, таких как сила Кориолиса и центробежные силы, которых нет в стационарных системах. Модуль NX™ Nastran Rotor Dynamics позволяет рассчитать динамику роторных систем. Модуль роторной динамики интегрирован в NX Nastran и у пользователей  есть возможность легко промоделировать нагрузки в роторных системах, провести анализ синхронных и несинхронных систем для построения диаграммы Кэмпбелла, рассчитать частоты вращения и критические скорости,  найти нестабильности в роторных компонентах.

В роторной динамики особое значение имеет критическая скорость системы. Она соответствует скорости вращения, которая равна модальной частоте. На критической скорости система может стать нестабильной,  поэтому инженеры должны сделать ее точный расчет, а также выявить проблемы, связанные с  резонансом при анализе.

Ниже приведен список наиболее распространенных отраслей, которые могут быть проанализированы с помощью модуля NX Nastran Rotor Dynamics:

Роторные валы

Роторные валы могут быть проанализированы для двух случаев – симметричного и несимметричного. При этом учитывается внутреннее и вязкое трение, критические скорости, соответcвующие различным собственным частотам роторного вала.

Авиационные двигатели

У двигателей, ветряных турбин, вертолетных винтов лопатки являются упругими, а вал является относительно жестким.

Модуль Rotor Dynamics позволяет провести анализ прочности таких роторных систем. Прочностной анализ можно провести с учетом аэро-эффектов.

Электрические генераторы

Анализ конструкции может быть произведен для типовых роторных систем, на критических скоростях и при обнаружении нестабильности в системе. Femap имеет продвинутые функции постобработки результатов анализа, которые позволяют строить диаграммы для сложных колебаний любой формы.

NX Nastran Rotor Dynamics сочетает в себе универсальность NX Nastran с возможностью анализа конструкции с вращающимися компонентами:

  • ‍Проведение динамического модального анализа ротора с использованием решателя  110 (комплексный модальный анализ). Получение синхронных результатов (скорость вращения на критических режимах ротора) и асинхронные результаты (режимы ротора в зависимости от изменения скорости вращения ротора)
  • ‍Расчет отклика роторной системы в частотной области с использованием решателя 111 (модальный гармонический анализ). Проводится как решение для асинхронных систем, где скорость ротора не зависит от приложенного возбуждения, или как синхронных систем, где внешнее возбуждение зависит от скорости ротора, например, дисбаланс массы
  • ‍Расчет центробежных эффектов уменьшения жесткости с включением дифференциальной матрицы жесткости
  • ‍Включение геометрической матрицы жесткости и центробежной жесткости в анализ
  • ‍Решение модели в зафиксированной или вращающейся системе координат
  • ‍Использование в анализе как модального, так и прямого метода
  • Поддержка нелинейных моделей  (анализ не должен быть ограничен линейной моделью). Линейные модели хорошо работают для валов с жесткими дисками ротора, но не для упругих деталей со сложными сечениями или лопатками
  • ‍Анализ симметричной и несимметричной модели ротора
  • ‍Расчет для случаев с динамической нагрузкой, таких как дисбаланс массы и силы, а также любых стандартных динамических нагружений Nastran
  • ‍Включение  внутреннего демпфирования (действует на вращающиеся части конструкции) и внешнего демпфирования (действует на неподвижные части конструкции) в расчеты. Внутреннее демпфирование оказывает дестабилизирующий эффект в отличие от внешнего
  • ‍Расчет сложной формы собственных колебаний для каждой выбранной скорости совместно с демпфированием и направлением вращения. Программа определяет направление вращения из комплексных векторов собственных колебаний (пример сложных колебаний показан на рисунке выше)
  • ‍Расчет режимов вращения (модальные частоты системы, изменяющиеся в зависимости от скорости вращения)  и критических скоростей
  • ‍Вычисление сложных форм колебаний
  • ‍Построение контурных заливок, графиков, создание анимации, табличных данных в постпроцессоре Femap (визуализация сложных режимов)
  • ‍Генерация выходных файлов для пост-обработки в сторонних приложениях, таких как  Excel (см. диаграмму Кэмпбелла на предыдущей странице)
  • ‍Использование CSV файла для построения коэффициента демпфирования как функции скорости вращения для определения точек резонанса и областей нестабильности
Необходимо наличие модуля FEMAP with NX Nastran – Dynamic Response (E502/503)

Рекомендуем прочитать