基于ANSYS 经典界面的光盘的转子动力学分析
【问题描述】我们经常通过光驱来读取光盘数据。光盘是一个很薄的盘，当读取数据时，它的转速很高。本篇博文试图对光盘的转子动力学问题进行分析。该光盘的结构如下，它的内圈被固定，而外圈自由。其转速是120HZ.已知:几何参数： 厚度:0.8mm；内径：16.5mm，外径：47.5mm物理参数：弹性模量 7.e10MPa；泊松比：0.3；密度：2800kg/m3.【问题分析】1. 用SHELL181单元建模。这是一个壳单元。并通过实常数指明厚度。2. 分析时取3个转速：0.1, 该光盘转速的一半，以及光盘的实际转速来进行三次模态分析。从而可以绘制拷贝图。3. 本篇博文用命令流方式说明步骤。读者只需要把相应的命令流拷贝到ANSYS经典界面的命令窗口，执行即可。【求解过程】首先打开ANSYS的经典界面一 建模1.定义参数在命令窗口中输入下列命令pi = acos(-1)xa = 47.5e-3xb = 16.5e-3zh = 0.8e-3spin = 120*2*pi第1行定义了圆周率的大小第2行是光盘的外径第3行是光盘的内径第4行是在计算光盘的转速，用弧度每秒为单位。2.定义单元类型和实常数继续输入/prep7et,1,181r,1,zh第1行指明进入前处理器第2行定义光盘的单元类型是SHELL181第3行说明该单元的厚度是0.8e-33.定义材料模型继续输入mp,ex,,7.2e+10mp,nuxy,,.3mp,dens,,2800.这三行分别说明新建材料的弹性模量，泊松比和密度。4.创建几何模型继续输入cyl4,,,xb,0,xa,360这里绘制出一个圆环，这就是光盘的几何模型。此时主窗口中显示如下图5.划分网格继续输入esize,0.0025amesh,all第1行指明了单元的尺寸是2.5mm第2行划分面网格。此时主窗口中显示如下图可见，网格并不怎么样。虽然有更好的处理方式，但是本文的主要目的是说明转子动力学的计算步骤，就忽略这些细节问题了。6.设定边界条件继续输入lsel,,,,5,8dl,all,1,allallselfini第1行说明要选择内圈的四根圆弧第2行说明对内圆弧上所有节点全固定第3行说明选择所有对象第4行退出前处理器此时主窗口中显示如下图可见，内圈已经被固定，而外圈自由。这正确的模拟了光盘装在光驱内部的情况。二 仿真1.设置分析类型及选项继续输入/soluantype,modalmodopt,qrdamp,30,,,onmxpand,30qrdopt,on第1行说明进入到求解器第2行说明进行模态分析第3行设置模态分析的选项：使用QRDAMP算法，提取前30阶模态。第4行指明要展开这30阶模态第5行说明，后一个载荷步要重用前一个载荷步的Block Lanczos的特征值解，以加快计算速度。2.开启科里奥利效果继续输入coriolis,on,,,on说明要打开科里奥利效果，而且是在固定坐标系中求解。3.第1次模态分析继续输入omega,,,0.1solve第1行指明该光盘绕轴转动的角速度是0.1弧度每秒第2行是求解的命令4.第2次模态分析继续输入omega,,,spin/2solve第1行指明该光盘绕轴转动的角速度是最终转速的二分之一第2行是求解的命令5.第3次模态分析继续输入omega,,,spinsolvefinish第1行指明该光盘绕轴转动的速度是题目中给定的速度第2行是求解的命令第3行退出求解器三 后处理1. 输出坎布尔图继续输入/post1/yrange,500,1500plcamp第1行说明进入到通用后处理器第2行指明下面要画的图形的纵坐标的范围是500-1500.第3行指明请绘制坎贝尔图结果如下2. 打印三种转速下的固有频率继续输入prcampfinish第1行指明请在输出窗口中打印坎贝尔图第2行是退出通用后处理器则在输出窗口发现了下面的数据它列出了对于3个给定转速（0.1,376.991.753.982）时的前10阶固有频率。转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_9e19c10b0102vf9e.html
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