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.1.EXCITEEXCITE培训补充教程培训补充教程PrimerPrimer例题简要讲解例题简要讲解((配合安装盘中的手册一起阅读，配合安装盘中的手册一起阅读，不同之处推荐用这里的填法不同之处推荐用这里的填法))分析主题：单缸发动机轴系动力学分析主题：单缸发动机轴系动力学DrLanDrLan编编.2.建模步骤建模步骤22..定义定义EXCITEEXCITE对话框：对话框：FEMPreference/Units有限元坐标系单位制等CrankTrainGlobal曲柄连杆结构数据LoadData外部载荷33..定义定义BODYBODY和和JOINTJOINT：：BodyCrankshaft(ShaftModeler)ConRodBlockJointREVONONLEHD44..运行运行CreateModel:Simulation:Control/StartResults:Control/CreatePP2curves/ImpressShowAnimation11..有限元模型准备：曲轴和机体有限元模型准备：曲轴和机体.3.EXCITEEXCITE文件名和目录文件名和目录目录或文件名中不得出现汉字和空格目录或文件名中不得出现汉字和空格工作目录严格按下面要求：工作目录严格按下面要求：exciteexcite目录目录:*.:*.exex文件文件femfem目录目录::crankshaftcrankshaft目录目录::缩减文件缩减文件*.*.out4out4等等conrodconrod目录目录::模型文件模型文件engineengine目录目录::缩减文件缩减文件loadload目录目录::外部载荷文本文件外部载荷文本文件project_directoryfemLoadexciteshm.4.有限元模型有限元模型使用模态求解器缩减使用模态求解器缩减NastranNastran103103求解求解AnsysAnsys子结构求解子结构求解.5.有限元模型的动有限元模型的动//静缩减步骤静缩减步骤Dynamic/StaticReductionofFEM有限元模型缩减有限元模型缩减BodyReduction有限元模型建立：有限元模型建立：用前处理器用前处理器((PATRANforNASTRAN,PREP7forANSYS)PATRANforNASTRAN,PREP7forANSYS)做有限做有限元模型元模型产生模型文本文件产生模型文本文件(*.(*.bdfbdfininNastranNastran,,流命令流命令*.*.datdatinANSYSinANSYS用用CDWRITE)CDWRITE)设定主自由度设定主自由度(ASETinNASTRAN,MinANSYS)(ASETinNASTRAN,MinANSYS)了解关心的结构模态和频率，外载频率和响应频率成分，决定缩了解关心的结构模态和频率，外载频率和响应频率成分，决定缩减的模态数量减的模态数量(QSETinNASTRAN,(QSETinNASTRAN,界面模态数界面模态数inANSYS)inANSYS)确定缩减类型确定缩减类型用模态分析求解器进行模型动用模态分析求解器进行模型动//静缩减静缩减将原将原FEMFEM上万自由度模型，缩减到几百个主自由度上上万自由度模型，缩减到几百个主自由度上得质量得质量//刚度矩阵文件等刚度矩阵文件等检查缩减结果：检查缩减结果：总自由度个数＝总自由度个数＝ASETASET节点主自由度个数＋节点主自由度个数＋QSETQSET模态自由度个数模态自由度个数.6.导入DMAP命令文件：INCLUDE'SOL103_CON6_CMS_v2001.dmap_BCD'NASTRANNASTRAN命令文件命令文件有限元模型缩减有限元模型缩减BodyReduction系统设定：NASTRANBUFFSIZE=65537。。。NASTRANT3SKEW=3.INITMASTER(S)数据临时交换硬盘文件设定：INITDBALLLOGICAL=(DB1(300mb),DB2(300mb))INITSCRATCH(MEM=500)LOGICAL=(A(10)),SCR300=(B(2000mb))$ASSIGNDB1='Primer_CS_cond_01.DBALL'。。。ASSIGNB='Primer_CS_cond_CON6_01.scr_2000mb'输出矩阵文件名设定：ASSIGNOUTPUT2='Crankshaft.OUT2',UNIT=22ASSIGNOUTPUT4='Crankshaft.OUT4',UNIT=33,FORM=FORMATTEDASSIGNOUTPUT4='Crankshaft_MFF.OUT4',UNIT=44,FORM=FORMATTEDASSIGNOUTPUT4='Crankshaft_X2OA.OUT4',UNIT=45,FORM=FORMATTED使用的nastran求解器103模态分析求解器：SOL103模态自由度：METHOD=3EIGRL,3,,,74$SPOINT,999001,THRU,999020QSET1,0,999001,THRU,999020设定主自由度：$ASET-NodesASET1,123,91001,91002,91003导入有限元网格文件：INCLUDE'Crankshaft.bdf'.7.有限元模型主自由度有限元模型主自由度MasterDOF根据分析目的，控制主自由度总量根据分析目的，控制主自由度总量主自由度选定主要考虑外载、耦合、和结构主自由度选定主要考虑外载、耦合、和结构((质量和刚度分布质量和刚度分布))等等根据外载力或力矩方向，选定根据外载力或力矩方向，选定加载点加载点自由度自由度根据零件间相互作用力或力矩，选定根据零件间相互作用力或力矩，选定耦合点耦合点自由度自由度根据结构动态行为，选定自由度（如减振器根据结构动态行为，选定自由度（如减振器hubhub））为避免为避免FEMFEM中单点加载和单点耦合，中单点加载和单点耦合，FEMFEM制作：制作：加载点或耦合点使用加载点或耦合点使用RBE2RBE2或蜘蛛或蜘蛛若若FEMFEM中无现成节点可做为主自由度节点，可另添加主自由节点。中无现成节点可做为主自由度节点，可另添加主自由节点。通过缩减计算获得子结构，设定：通过缩减计算获得子结构，设定：NastranNastran：：ASET1(ASET1(主节点自由度主节点自由度))和和QSET1(QSET1(模态自由度模态自由度))ASET1,123,100001,THRU,100040ASET1,123,100001,THRU,100040ASET1,123456,990001ASET1,123456,990001ANSYSANSYS：：MM命令命令M,608,UYM,608,UYM,608,RotxM,608,RotxM,609,ALLM,609,ALL定义定义FEMFEM主自由度节点主自由度节点DefinitionofMasterDOFNodes.8.RBE2或蜘蛛主自由度点：主轴颈每点主自由度点：主轴颈每点ASETASET设定设定66个方向个方向(RBE2(RBE2的独立点需耦的独立点需耦合合66个自由度个自由度))'3D3D实体曲轴网格实体曲轴网格((缩减为缩减为CON6CON6类型类型))耦合连杆大头和曲柄耦合连杆大头和曲柄销销((径向滑动轴承径向滑动轴承))飞轮中心点，用飞轮中心点，用于加载：受扭矩于加载：受扭矩负载负载用于分析结果：扭振角位用于分析结果：扭振角位移，角速度等移，角速度等耦合主轴颈和主轴瓦耦合主轴颈和主轴瓦((径向滑动轴承：轴径向滑动轴承：轴承力和弯矩承力和弯矩))耦合止推轴承耦合止推轴承（轴向力）（轴向力）曲轴总成曲轴总成(CON6)(CON6)CrankshaftAssembly提示：提示：曲轴的坐标系决定了除连杆以外曲轴的坐标系决定了除连杆以外的其它有限元模型的坐标系，也的其它有限元模型的坐标系，也决定了决定了EXCITEEXCITE模型的坐标系。模型的坐标系。PrimerPrimer例中，从曲轴皮带轮向飞例中，从曲轴皮带轮向飞轮看是逆时针旋转。轮看是逆时针旋转。对于大多数从曲轴皮带轮向飞轮对于大多数从曲轴皮带轮向飞轮看是顺时针旋转的多缸发动机，看是顺时针旋转的多缸发动机，必须定义旋转轴的正向指向飞轮必须定义旋转轴的正向指向飞轮，这样发火顺序和自动产生的扭，这样发火顺序和自动产生的扭矩等才是正确的！矩等才是正确的！.9.3D3D实体模型实体模型动静态缩减模型动静态缩减模型有限元求解器有限元求解器3D3D实体曲轴缩减实体曲轴缩减CON6CON6类型类型––主自由度设定主自由度设定和缩减和缩减曲轴总成曲轴总成(CON6)(CON6)CrankshaftAssembly••曲轴模型文件：曲轴模型文件：Crankshaft.bdfCrankshaft.bdf••缩减提交命令，包括主自由度设定等命令：缩减提交命令，包括主自由度设定等命令：Crankshaft_cond_v2001_CMS.nasCrankshaft_cond_v2001_CMS.nas••DMAPDMAP命令：命令：SOL103_CON6_CMS_v2001.dmap_BCDSOL103_CON6_CMS_v2001.dmap_BCDNatranNatran模型：模型：••OUT2OUT2••OUT4OUT4••等等产生文件：产生文件：.10.机体机体机体网格机体网格((缩减为缩减为SMOTSMOT类型类型))主轴承壁和缸套的网格有严格要求主轴承壁和缸套的网格有严格要求.11.主轴承壁：带瓦、考虑倒角、不同的材料特性主轴承壁：带瓦、考虑倒角、不同的材料特性轴瓦表面轴瓦表面主自由度点必须：主自由度点必须：节点必须等分、等间距，必须是精度的坐标点位置！节点必须等分、等间距，必须是精度的坐标点位置！主自由度：直接选用节点号。径向轴承：每点可以横向和垂向主自由度：直接选用节点号。径向轴承：每点可以横向和垂向22个方个方向。用于止推轴承向。用于止推轴承((如两侧各四点如两侧各四点))：每点加轴向：每点加轴向11个自由度个自由度机体机体主轴承壁主轴承壁提示：提示：PrimerPrimer中，由于曲轴的每个主轴中，由于曲轴的每个主轴颈用三个主自由度点，故轴瓦点颈用三个主自由度点，故轴瓦点只用对应的三层。只用对应的三层。例题缩减时轴瓦写入了例题缩减时轴瓦写入了55层的层的ASETASET，属于多余行为！造成自，属于多余行为！造成自动搜索节点时出现动搜索节点时出现55层轴瓦点，层轴瓦点，手工删除第手工删除第22和第和第44层，以备定义层，以备定义NONLNONL的主轴承时使用！的主轴承时使用！.12.在活塞工作面的主次承压侧上，精确的半径在活塞工作面的主次承压侧上，精确的半径必须顺序排序必须顺序排序定义工作面的节点自由度，定义工作面的节点自由度，PrimerPrimer中是中是xx和和zz向向缸套缸套机体机体排序排序.13.机体机体机体约束边界机体约束边界轴承壁与缸套间的区域（重轴承壁与缸套间的区域（重心附近）：轴向和垂向心附近）：轴向和垂向侧：轴向和横向侧：轴向和横向用在轴系计算中的机体约束用在轴系计算中的机体约束振动计算不要约束！振动计算不要约束！.14.三质量模型三质量模型,,节点节点号是号是::大头节点：大头节点：11小头节点：小头节点：22中间节点：中间节点：33必须包含活塞组质量，在CrankTrainGlobals中给定简易连杆活塞简易连杆活塞((NOD6)NOD6)ConRod+PistonAssembly简易连杆简易连杆((含活塞组含活塞组))NOD6NOD6类型类型使用使用ConrodConrodModelerModel