轴系扭转振动问题在往复式压缩机开发、研制过程中至关重要，一直是国内外研究的重点。本书主要介绍轴系扭转振动基础知识及分析方法、往复式压缩机轴系载荷计算、往复式压缩机轴系计算模型构建、往复式压缩机轴系临界转速计算、往复式压缩机轴系扭振计算等内容，也是作者从事该项研究20 年来的经验总结与成果体现。
本书内容翔实、通俗易懂，不仅适用于从事往复式旋转机械结构动力学及其相关技术研究的高等院校专业教师及研究生学习使用，也适合往复式压缩机产品设计制造企业的工程技术人员参考。
第1章 轴系扭转振动基础知识及分析方法 1
1.1有限单元法的基本概念 2
1.1.1弹性体的离散化 3
1.1.2单元分析 6
1.1.3结构动力学微分方程 8
1.2结构动力学微分方程的求解 10
1.2.1自由振动微分方程的求解 10
1.2.2强迫振动微分方程的求解 11
1.3往复式压缩机曲轴强度校核方法 12
1.3.1正应力、剪应力与三向应力之间的关系 13
1.3.2曲轴强度的校核 14
1.4ANSYS 软件功能简介 15
1.4.1ANSYS 软件的图形用户界面 16
1.4.2ANSYS 软件的结构分析模块 17
1.4.3ANSYS 软件的APDL 参数化设计语言 19
1.4.4ANSYS 软件的工作平面与坐标系 21
第2章 往复式压缩机轴系载荷计算 32
2.1机构运动学关系 34
2.2往复惯性质量等效 35
2.3综合活塞力的计算 37
2.4曲柄销上切向力和径向力的计算 39
2.5转矩的傅里叶分析 40
第3章 往复式压缩机轴系计算模型构建 42
3.1轴系扭振计算必备数据及其计算模型的等效 42
3.1.1往复式压缩机轴系扭振计算必备数据 42
3.1.2往复式压缩机轴系扭振计算模型的等效 43
3.2轴系几何建模 46
3.2.1轴系单元结构建模 48
3.2.2轴系几何模型的构建 71
3.2.3轴系几何模型的组合 76
3.3轴系有限元建模 83
3.3.1有限元模型单元类型的选择 84
3.3.2轴系材料属性的定义 84
3.3.3轴系有限元网格划分 89
第4章 往复式压缩机轴系临界转速计算 100
4.1轴系模态分析 101
4.1.1节点坐标系的转化及轴承约束的定义 101
4.1.2模态分析类型的选择及参数设定 111
4.1.3模态分析计算及计算结果的获取 114
4.2轴系临界转速计算 122
4.2.1临近额定转速范围的轴系共振分析 122
4.2.2特定转速范围的轴系共振分析 123
第5章 往复式压缩机轴系扭振计算 125
5.1轴系谐响应计算 125
5.1.1谐响应分析类型的选择及参数设定 126
5.1.2简谐转矩载荷的施加 128
5.1.3谐响应分析计算及计算结果的获取 133
5.1.4基于谐响应的不同谐次扭转载荷对轴系扭转共振的影响 138
5.2轴系瞬态响应计算 149
5.2.1时间历程载荷的计算 149
5.2.2瞬态响应分析类型的选择及参数设定 150
5.2.3时间历程载荷的施加 151
5.2.4瞬态响应节点位移分析及模态扩展 156
5.2.5瞬态响应分析计算结果的获取 159
5.2.6基于瞬态响应的不同谐次扭转载荷对轴系2 阶扭转共振的影响 162
5.3轴系静力学计算 166
5.3.1轴系静力学轴承约束及工作载荷的施加 167
5.3.2轴系静力学分析的设定 167
5.3.3静力学分析计算结果的获取 170
5.4轴系强度的校核 173
5.4.1基于静力学计算结果的轴系强度校核 173
5.4.2基于瞬态响应计算结果的轴系强度校核 176
5.4.3基于动力学特性优化的轴系强度校核 180
5.5工程案例 185
5.5.1工程概述 185
5.5.2基于静力学计算结果的轴系强度校核及模态分析 186
5.5.3基于动力学计算的轴系扭转振幅分析及强度校核 191
附录1轴系几何模型各参数文件ParGeo6M.mac 197
附录2轴系几何模型各单元体体号文件Par6Mv.mac 200
附录3轴系谐响应分析载荷文件Par6Mload_h.mac 202
附录4轴系瞬态响应分析载荷文件Par6Mload.mac 203
参考文献 214
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