本文介紹了水輪機導葉的ANSYS APDL命令流靜力分析實例。
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! S E T B A S E P A R
!**************************************
! 軸瓦全部位置約束
!**************************************
! 導葉參數
!**************************************
*SET,H_MAX,185.85 !升壓水頭(M)
*SET,BLADE_NUM,20 !導葉NUMBER
*SET,RAD_C,6175/2 !導葉分布節圓
!*SET,RAD_B,171.4/2 !導葉基圓
*SET,BLADE_H,1106 !掰體高度
*SET,TH_SMALL,7.172 !掰體真實位置所與分布節圓半徑夾角
!**************************************
*SET,CX_1,-908.2137 !迎水側厚部分圓心距離導葉基圓距離X坐標
*SET,CY_1,51.98 !迎水側厚部分圓心距離導葉基圓距離Y坐標
*SET,THS_1,356.7-360 !迎水側厚部分起角度
*SET,THE_1,THS_1+31.1!迎水側厚部分終角度
*SET,RC_1,995.4 !迎水側厚部分圓半徑
!**************************************
!*SET,CX_2,-2714.274 !迎水側薄部分圓心距離導葉基圓距離X坐標
!*SET,CY_2,138.395 !迎水側薄部分圓心距離導葉基圓距離Y坐標
*SET,RC_2,2803.5 !迎水側薄部分圓半徑
!**************************************
*SET,CX_3,4643.996 !逆水側厚部分圓心距離導葉基圓距離X坐標
*SET,CY_3,423.101 !逆水側厚部分圓心距離導葉基圓距離Y坐標
*SET,THS_3,179.1 !迎水側厚部分起角度
*SET,THE_3,THS_3+6.1 !迎水側厚部分終角度
*SET,RC_3,4748.9 !逆水側厚部分圓半徑
!**************************************
!*SET,CX_4,-64 !上大圓距離導葉基圓距離X坐標
!*SET,CY_4,498.7 !上大圓距離導葉基圓距離Y坐標
*SET,RC_4,40.3 !上大圓圓半徑
!**************************************
*SET,CX_5,0 !下小圓距離導葉基圓距離X坐標
*SET,CY_5,-448.5 !下小圓距離導葉基圓距離Y坐標
*SET,THS_5,187.6 !下小圓部分起角度
*SET,THE_5,THS_5+159.1 !下小圓部分終角度
*SET,RC_5,26.5 !下小圓圓半徑
!**************************************
!**************************************
*SET,ST_H1,40 !上小段軸長度
*SET,ST_R1,325/2 !上小段軸半徑
!**************************************
*SET,SD_H1,40 !下小段軸長度
*SET,SD_R1,ST_R1 !下小段軸半徑
!**************************************
*SET,ST_H2,300 !中軸襯長度
*SET,ST_R2,270/2 !中軸襯半徑
!**************************************
*SET,ST_H3,842 !中軸襯與上軸襯之間長度
*SET,ST_R3,260/2 !中軸襯與上軸襯之間半徑
!**************************************
*SET,ST_H4,210 !上軸襯長度
*SET,ST_R4,260/2 !上軸襯半徑
!**************************************
*SET,ST_H5,297 !上軸襯之上長度
*SET,ST_R5,260/2 !上軸襯之上半徑
!**************************************
*SET,SD_H2,210 !下軸襯長度
*SET,SD_R2,260/2 !下軸襯半徑
!**************************************
!****IT**IS**IMPORTANT**FOR**MAPPED****
!**************************************
ELEM_CEN1=4 !中心短線分段
ELEM_CEN2=6 !中心長線分段
ELEM_SMALL=1 !最短線分段
ELEM_BLADE=16 !掰體高度分段
ELEM_ST_H1=1 !上小段軸高度分段
ELEM_ST_H2=8 !中軸襯高度分段(ODD)
ELEM_ST_H3=16 !中軸襯與上軸襯之間高度分段
ELEM_ST_H4=8 !上軸襯高度分段(ODD)
ELEM_ST_H5=8 !上軸襯之上高度分段
ELEM_SD_H1=1 !下小段軸高度分段
ELEM_SD_H2=8 !下軸襯高度分段(ODD)
!**************************************
!**************************************
/PREP7
/GRAPHICS,POWER
/TITLE,The caculation of Wicket Gate strength for Baishan Hydrulic Turbine
!**************************************
! material
!**************************************
/PREP7
ET,1,185
ET,100,181
R,1,10
MP,EX,1,2.06E5
MP,NUXY,1,0.29
MP,DENS,1,7.85E-9 !鋼板材料
!**************************************
! 創建內殼
!**************************************
WPOFF,RAD_C
!CYL4,,,RAD_B
CYL4,CX_1,CY_1,RC_1,THS_1,,THE_1
!CYL4,CX_2,CY_2,RC_2,-90,,3
CYL4,CX_3,CY_3,RC_3,THS_3,,THE_3
!CYL4,CX_4,CY_4,RC_4
ADELE,ALL
LSEL,U,LINE,,1,4,3
LDELE,ALL, , ,1
ALLS
LARC,2,4,5,RC_4,
CYL4,CX_5,CY_5,RC_5,THS_5,,THE_5
L,5,3
LARC,1,6,5,RC_2,
ADELE,ALL,,,1
LARC,6,3,5,RC_5,
!**************************************
LCOMB,4,7,0
LCOMB,1,8,0
LPLO
!LCOMB,2,4,0
!LCOMB,1,3,0
AL,ALL
CYL4,,,ST_R1,0,,90
CYL4,,,ST_R1,90,,180
CYL4,,,ST_R1,180,,270
CYL4,,,ST_R1,270,,360
CYL4,,,ST_R2,0,,90
CYL4,,,ST_R2,90,,180
CYL4,,,ST_R2,180,,270
CYL4,,,ST_R2,270,,360
CYL4,,,ST_R3,0,,90
CYL4,,,ST_R3,90,,180
CYL4,,,ST_R3,180,,270
CYL4,,,ST_R3,270,,360
ALLS
APTN,ALL
!**************************************
LESIZE,64,,,ELEM_CEN2,,,,,0
LESIZE,69,,,ELEM_CEN2,,,,,0
LESIZE,65,,,ELEM_CEN1,,,,,0
LESIZE,67,,,ELEM_CEN1,,,,,0
!**************************************
LESIZE,84,,,ELEM_SMALL,,,,,0
LESIZE,85,,,ELEM_SMALL,,,,,0
LESIZE,87,,,ELEM_SMALL,,,,,0
LESIZE,89,,,ELEM_SMALL,,,,,0
!**************************************
LCCAT,59,61
LCCAT,81,79
!**************************************
!**************************************
! MESING PROCESSING
!**************************************
TYPE,100
MAT,1
REAL,1
CSWPLA,11,1,1,1,
CSYS,11
ASEL,S,LOC,X,0,ST_R1
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
AMESH,ALL
ASEL,INVERT
AMESH,ALL
ALLS
LSEL,R,LCCA
LDELE,ALL
ASEL,S,AREA,,14
ASEL,A,AREA,,15
ASEL,A,AREA,,16
ASEL,A,AREA,,17
ASEL,A,AREA,,18
ASEL,A,AREA,,19
ASEL,A,AREA,,26
ASEL,A,AREA,,27
ASEL,A,AREA,,30
ASEL,A,AREA,,31
ASEL,A,AREA,,34
ASEL,A,AREA,,35
CM,OUT_CEN,AREA
ASEL,INVERT
!**************************************
TYPE, 1
EXTOPT,ESIZE,ELEM_BLADE,0,
!EXTOPT,ACLEAR,1
EXTOPT,ATTR,0,0,0
MAT,1
REAL,1
ESYS,0
VEXT,ALL, , ,0,0,-BLADE_H,,,,
!**************************************
ALLS
CMSEL,S,OUT_CEN,AREA
AGEN,2,ALL, , , , ,-BLADE_H, ,0
ALLS
ASEL,S,LOC,Z,0
ASEL,R,LOC,X,0,ST_R1
EXTOPT,ESIZE,ELEM_ST_H1,0,
VEXT,ALL, , ,0,0,ST_H1,,,,
!**************************************
ALLS
ASEL,S,LOC,Z,ST_H1
ASEL,R,LOC,X,0,ST_R2
EXTOPT,ESIZE,ELEM_ST_H2,0,
VEXT,ALL, , ,0,0,ST_H2,,,,
!**************************************
ALLS
ASEL,S,LOC,Z,ST_H1+ST_H2
ASEL,R,LOC,X,0,ST_R3-10
EXTOPT,ESIZE,ELEM_ST_H3,0,
VEXT,ALL, , ,0,0,ST_H3,,,,
!**************************************
ALLS
ASEL,S,LOC,Z,ST_H1+ST_H2+ST_H3
ASEL,R,LOC,X,0,ST_R4-10
EXTOPT,ESIZE,ELEM_ST_H4,0,
VEXT,ALL, , ,0,0,ST_H4,,,,
!**************************************
ALLS
ASEL,S,LOC,Z,ST_H1+ST_H2+ST_H3+ST_H4
ASEL,R,LOC,X,0,ST_R5-10
EXTOPT,ESIZE,ELEM_ST_H5,0,
VEXT,ALL, , ,0,0,ST_H5,,,,
!**************************************
ALLS
ASEL,S,LOC,Z,-BLADE_H
ASEL,R,LOC,X,0,ST_R1
EXTOPT,ESIZE,ELEM_SD_H1,0,
VEXT,ALL, , ,0,0,-SD_H1,,,,
!**************************************
ALLS
ASEL,S,LOC,Z,-BLADE_H-SD_H1
ASEL,R,LOC,X,0,SD_R2
EXTOPT,ESIZE,ELEM_SD_H2,0,
VEXT,ALL, , ,0,0,-SD_H2,,,,
!**************************************
ALLS
VGEN, ,ALL, , , ,-TH_SMALL, , , ,1
ESEL,S,ENAME,,181
ASLE
ACLEAR,ALL
ALLS
NUMMRG,KP
NUMMRG,NODE
NUMMRG,KP
!**************************************
NSEL,S,LOC,Z,ST_H1+0.01,ST_H1+ST_H2
NSEL,R,LOC,X,ST_R2
CM,SHAFT_MID,NODE
ALLS
NSEL,S,LOC,Z,ST_H1+ST_H2+ST_H3,ST_H1+ST_H2+ST_H3+ST_H4
NSEL,R,LOC,X,ST_R4
CM,SHAFT_TOP,NODE
ALLS
NSEL,S,LOC,Z,-BLADE_H-SD_H1-0.01,-BLADE_H-SD_H1-SD_H2
NSEL,R,LOC,X,ST_R2
CM,SHAFT_BOT,NODE
ALLS
CMGRP,SHAFT_TAO,SHAFT_BOT,SHAFT_MID,SHAFT_TOP
CMSEL,S,SHAFT_TAO,NODE
CSYS,11
NROTAT,ALL
ALLS
NSEL,S,LOC,Z,ST_H1+ST_H2+ST_H3+ST_H4+ST_H5
!NSEL,S,LOC,Z,ST_H1+ST_H2+ST_H3+ST_H4,ST_H1+ST_H2+ST_H3+ST_H4+ST_H5
CM,SHAFT_TTOP,NODE
CSYS,1
NROTAT,ALL
!**************************************
!***********SOLUTION**LOAD*************
!**************************************
/SOLU
ALLS
CMSEL,S,SHAFT_TAO,NODE
CSYS,11
D,ALL,UX
!**************************************
ALLS
CMSEL,S,SHAFT_TTOP,NODE
CSYS,1
!D,ALL,ALL
D,ALL,UY
!**************************************
CSYS,11
ALLS
NSEL,S,LOC,Z,-BLADE_H-SD_H1-SD_H2
NSEL,R,LOC,X,-0.1,0.1
NSEL,R,LOC,Y,-0.1,0.1D,ALL,UZ
!**************************************
WPCSYS,-1,0
ALLS
VSEL,S,LOC,Z,-0.01,-BLADE_H+0.01
ASEL,R,EXT
ASEL,R,LOC,Z,-0.01,-BLADE_H+0.01
ASEL,U, , ,8
ASEL,U, , ,43
ASEL,U, , ,50
ASEL,U, , ,59
ASEL,U, , ,65
ASEL,U, , ,70
ASEL,U, , ,73
ASEL,U, , ,77
ASEL,U, , ,78
/PREP7
ASUM,1
*GET,P_AREA,AREA,ALL,AREA
HMAX_PRE=0.1*3.1415926*(RAD_C*2/10)*H_MAX*(BLADE_H/10)/BLADE_NUM*9.8/P_AREA
/SOLU
SFA,ALL,1,PRES,HMAX_PRE
!**************************************
ALLS
SBCTRAN
SOLV
!**************************************
/POST1
/VIEW, 1 ,1,1,1
/ANG, 1
/REP,FAST
/AUTO, 1
/CONT,1,15, , ,
/UDOC,1,CNTR,RIGH
PLNSOL,S,EQV,0,1
!**************************************
/RGB,INDEX,100,100,100, 0
/RGB,INDEX, 80, 80, 80,13
/RGB,INDEX, 60, 60, 60,14
/RGB,INDEX, 0, 0, 0,15
!**************************************
/REPLOT
/IMAGE,SAVE,SEQV_NODE,bmp,
!/GSAVE,SEQV_NODE,BMP
PLESOL,S,EQV,0,1
/REPLOT
/IMAGE,SAVE,SEQV_ELEM,bmp,
!/GSAVE,SEQV_ELEM,BMP
PLNSOL,U,SUM,0,1
/REPLOT
/IMAGE,SAVE,USUM_DMX,bmp,
!/GSAVE,USUM_DMX,BMP
/EOF
!***********************************
! E N D
!***********************************
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