MADYN轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析

2013-06-17 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

MADYN是一款世界著名的大型專業(yè)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析軟件,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的設(shè)計(jì)、工程分析、仿真計(jì)算中。MADYN為客戶提供完整的轉(zhuǎn)子機(jī)械動(dòng)力學(xué)解決方案,同時(shí)也是全球唯一一款將最高級(jí)和最完善的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、液膜軸承以及磁性軸承分析程序集成一體協(xié)同仿真的軟件。MADYN可以解決復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)械評(píng)估問題,為客戶提供無與倫比的解決方案,讓用戶可以在連續(xù)、集成的環(huán)境下為最復(fù)雜的轉(zhuǎn)子-軸承-齒輪系統(tǒng)建模和分析。目前,MADYN廣泛應(yīng)用于能源、軍事、汽車、化工、航天航空、電子、醫(yī)學(xué)、日用生產(chǎn)等領(lǐng)域。

1.MADYN 軟件的主要應(yīng)用領(lǐng)域

MADYN適用于各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械,例如微型氣動(dòng)渦輪、發(fā)電廠站的大型渦輪發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)、壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、泵、增壓器、液力變矩器、風(fēng)機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、離心分離機(jī)械,微型計(jì)算機(jī)硬盤里的電機(jī)和主軸、雷達(dá)伺服系統(tǒng)、同步電機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),以及鈾濃縮車間的齒輪箱等。包括Siemens、BP、Alstom、ABB等眾多旋轉(zhuǎn)機(jī)械制造商和用戶利用這些模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)、性能預(yù)測、失效分析和診斷維修。

在中國,ABB公司采用了MADYN來設(shè)計(jì)并計(jì)算三峽水輪發(fā)電機(jī)組軸系穩(wěn)定性、臨界轉(zhuǎn)速及動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算,為三峽工程的順利竣工提供了技術(shù)幫助。在風(fēng)機(jī)行業(yè),陜鼓“應(yīng)用國際最先進(jìn)的MADYN程序?qū)S承的動(dòng)靜態(tài)性能、轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)及轉(zhuǎn)子扭曲振動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,提高了準(zhǔn)確和可靠性” 。

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2.MADYN 軟件的特色

1.基于長期的理論研究和實(shí)踐驗(yàn)證

2.面向工程實(shí)際的模型庫

3.有效處理液膜軸承

4.頗具特色的磁性軸承

5.強(qiáng)大的求解能力

6.豐富的后處理

7.好學(xué)易用的用戶界面

8.一個(gè)模型可進(jìn)行多個(gè)分析

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3.MADYN 軟件的功能
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功能齊全的建模模塊

MADYN內(nèi)置了獨(dú)特而強(qiáng)大的建模模塊,以處理各種復(fù)雜的轉(zhuǎn)子包括各類軸承、液膜轉(zhuǎn)子、懸掛有彈性部件的軸以及各種軸承支撐。通用有限元程序獲取力——位移傳遞函數(shù)后,一般的外殼結(jié)構(gòu)也可以做為軸承支撐。模型庫主要包括以下幾類:

1.軸

2.軸對(duì)稱子單元

3.彈性聯(lián)軸器

4.齒輪

5.通用軸承

6.徑向液膜軸承

7.浮環(huán)軸承

8.磁性軸承

9.通用彈簧

10.通用動(dòng)態(tài)軸承支座

11.流體

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此外,對(duì)于特殊模型,提供特殊了的建模方法:

1.復(fù)合軸,比如發(fā)電機(jī)線圈

2.溫度相關(guān)的材料

3.應(yīng)力計(jì)算時(shí)考慮切口系數(shù)的單元

4.軸向偏置的彈性支座

5.通過接口由文本文件導(dǎo)入轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)

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4 . 強(qiáng)大的求解能力

軟件基于有限元方法,采用了Timoshenko梁理論,并利用了4階Hermit單元來模擬轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的的彈性、慣性和陀螺效應(yīng)。軟件可求解阻尼和非阻尼狀態(tài)下的臨界轉(zhuǎn)速、模態(tài)、穩(wěn)定性、不平衡響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)。

1、靜力學(xué)分析

重力

齒輪載荷

靜態(tài)力

靜態(tài)力組合

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2、特征值分析

3、頻響分析

不平衡反應(yīng)

簡諧力相應(yīng)

諧波激勵(lì)

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4、瞬態(tài)分析

瞬態(tài)力相應(yīng)分析

瞬態(tài)基礎(chǔ)加速度相應(yīng)

瞬態(tài)載荷組合

5、參數(shù)變量分析

臨界速度圖

Camphell 圖

剛度和阻尼變化圖

FCP 抗扭剛度變化圖

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豐富的后處理

MADYN 提供詳細(xì)而豐富的后處理:

1.繪圖詳細(xì)且具有針對(duì)性,包括完整的信息并提供可選的復(fù)雜信息說明

2.模型分層顯示:軸承、軸、聯(lián)接、齒輪、系統(tǒng)

3.力、力矩、應(yīng)力、變形結(jié)果的顯示(沿軸向結(jié)果)

4.時(shí)間相關(guān)變形的詳細(xì)說明

5.共振曲線(可選擇方向,主軸軌道,相對(duì)振動(dòng))

6.特征值的分析的圖表

7.參數(shù)分析的圖表

8.瞬態(tài)相應(yīng)曲線
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功能齊全的液膜軸承模塊

內(nèi)置了由德國內(nèi)燃機(jī)協(xié)會(huì)贊助研發(fā)的軟件包ALP3T,可準(zhǔn)確計(jì)算層流和紊流情況下的各種液膜系數(shù)。

可分析3種情況下的液膜軸承載荷:

1.流速穩(wěn)定、力可變

2.流速可變、力穩(wěn)定

3.流速可變、力可變

提供三種分析方法來計(jì)算靜平衡狀態(tài)下的液膜系數(shù):

1.絕熱分析:液膜溫度固定。

2.非絕熱分析:熱量有損失。

3.DIN表查值:根據(jù)DIN建立表格,插值得出流體系數(shù)

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特色的磁性軸承模塊

可在任意位置通過定義各方向的傳感器和激勵(lì)器來定義磁性軸承。磁性軸承包括三種控制器:

1.模擬信號(hào)

2.數(shù)字信號(hào)

3.等效模擬信號(hào)

采用了MATLAB控制系統(tǒng)工具箱和信號(hào)處理工具箱,保證了MADYN求解效率和準(zhǔn)確性。
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友好的操作界面

1.快速幫助提示

2.鼠標(biāo)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)功能

3.操作簡單快捷

4.快速模型顯示

4.模塊說明

目前軟件包括三個(gè)模塊,一個(gè)基本模塊,和2個(gè)附加模塊。
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轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)基本模塊:

軟件基于有限元方法,可求解橫向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、軸向振動(dòng)、臨界轉(zhuǎn)速分析、不平衡響應(yīng)分析、阻尼特征值分析及轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性分析、瞬態(tài)分析及非線性分析。可以考慮陀螺效應(yīng)的影響、軸承的影響、基礎(chǔ)的影響及密封的影響及齒輪的影響等。
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液膜軸承模塊

對(duì)液膜軸承在動(dòng)壓、靜壓和動(dòng)靜壓混合狀態(tài)下的徑向滑動(dòng)性能進(jìn)行完整預(yù)測,可用來評(píng)估液膜軸承和整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。
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磁性軸承模塊

設(shè)計(jì)并評(píng)估此磁性模塊。

旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)經(jīng)常在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候發(fā)生振動(dòng),振動(dòng)的害處是產(chǎn)生了噪音,減低了機(jī)械的工作效率;嚴(yán)重的振動(dòng)會(huì)使軟件斷裂,造成事故。MADYN能為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高效率、保證安全、減少故障和延長壽命提供理論和技術(shù)上的支持與保障。

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