航空发动机强度与振动
课 程 设 计 报 告
姓 名： 陈洲
专 业： 飞行器动力工程
班 级： 090141204
指导教师： 孙爱俊
2012年11 月
题
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目及
要求
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题目 基于ANSYS的轮盘强度与振动分析
1.轮盘模型
轮盘模型如右图所示，相关参数如下：
A
(-20, 240.0)
B
(-20, 220.0)
C
(-5.0, 220.0)
D
(-8.0, 85.0)
E
(-30.0, 60.0)
F
(30.0, 60.0)
G
(8.0, 85.0)
H
(5.0, 220.0)
I
(20, 220)
J
(20, 240.0 )
r0
25.0
ra
240.0
单位
mm
材料密度：
弹性模量：
泊松比 ： 0.3
轮盘内径边缘完全固支
2.轮盘的静力分析
（1）轮盘在转速为5000rad/s下的静力分析。
要求：得到von Mises等效应力分布图，并对轮盘应力分布进行分析说明。
3.轮盘振动的有限元分析
（1）轮盘静频计算与分析
要求：给出0节径到2节径下1到6阶的轮盘振型图，并简要说明属于什么振动类型。
（2）轮盘动频计算与分析
要求：计算出轮盘在转速为2000rad/s,4000rad/s, 6000rad/s，
8000rad/s下0节径到2节径的第二类振动（节径振动）的动频值，用
表
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格形式表示。
（3）驻波分析与临界转速计算
要求：说明轮盘出现驻波分析的条件，根据前面计算的结果作图找出轮盘出现驻波时的临界转速。
3. 按要求撰写课程设计
报告
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说明：网格划分必须保证结果具有一定精度。各输出结果图形必须用ANSYS的图片输出功能，不允许截图。
课程设计报告
基于ANSYS的轮盘强度与振动分析
1. ANSYS有限元分析的一般步骤
（1）建立模型：添加单元体、定义材料基本属性（密度、弹性模量、泊松比等）、建立基本模型。
（2）定义边界条件并求解，添加转速，进行静力分析及模态分析。
（3）结果分析：按要求查看各种结果。
2.轮盘的静力分析
（1）
（2）分析：轮盘的周向应力随半径的增加而增加，径向应力先减小后增加再减小。
3.轮盘振动的有限元分析
（1）轮盘静频计算与分析
0节径伞形振动
1节径扇形振动
1节径扇形振动
0节径伞形振动
2节径扇形振动
2节径扇形振动
（2）轮盘动频计算与分析
转速
节径
2000rad/s
4000rad/s
6000rad/s
8000rad/s
1
509.2
806.47
1124
1442
2
697.7
1104
1557
2024
（3）驻波分析与临界转速计算
逆动波的频率F2等于0的时候出现驻波，
经软件计算，fd=489.6Hz
带入上式，得出临界转速n=1537.3rad/s
浙公网安备 33021202002483