旋转机械的模态分析方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种旋转机械的模态分析方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取针对所述旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据；获取所述旋转机械的固体结构模型；获取针对所述固体结构模型的固体材料属性数据；以所述流体压力载荷数据和所述固体材料属性数据为约束，对所述固体结构模型进行有限元分析，得到针对所述旋转机械的等效应力；在所述等效应力下，对所述旋转机械进行模态分析，得到模态分析结果。本申请用以解决现有数值模拟方法设计的旋转机械产品的质量不高的问题。

【技术实现步骤摘要】
旋转机械的模态分析方法、装置、设备及存储介质
本申请涉及模拟仿真领域，尤其涉及一种旋转机械的模态分析方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
目前，数值模拟在工程领域运用中越来越频繁。在产品设计中，利用数值模拟分析方法可以得到产品在结构上需要改进的方向，有效提高产品性能。数值模拟技术同样可以应用在旋转机械中。在现有数值模拟分析方法中，考虑固体结构工况对旋转机械的影响，从一定程度上提高了产品的性能。但是，在实际使用过程中，产品质量并不尽如人意。
技术实现思路
本申请提供了一种旋转机械模态分析方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有数值模拟方法设计的产品质量不高的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种旋转机械的模态分析方法，包括：获取针对所述旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据；获取所述旋转机械的固体结构模型；获取针对所述固体结构模型的固体材料属性数据；以所述流体压力载荷数据和所述固体材料属性数据为约束，对所述固体结构模型进行有限元分析，得到针对所述旋转机械的等效应力；在所述等效应力下，对所述旋转机械进行模态分析，得到模态分析结果。可选的，所述获取针对所述旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据，包括：获取针对所述旋转机械建立的流体模型；获取所述流体模型的流体材料属性数据和流体分析边界条件；以所述流体材料属性数据和所述流体分析边界条件为约束，对所述流体模型进行流体分析，得到所述流体模型的流体压力载荷数据。可选的，所述以所述流体材料属性数据和所述流体分析边界条件为约束，对所述流体模型进行流体分析，得到所述流体模型的流体压力载荷数据，包括：对所述流体模型进行第一网格划分，得到至少一个流体模型网格节点；建立针对各个所述流体模型网格节点的质量守恒方程和动量守恒方程；以所述流体材料属性数据和所述流体分析边界条件为约束，求解所述质量守恒方程和所述动量守恒方程，得到各个所述流体模型网格节点各自的所述流体压力载荷数据。可选的，所述以所述流体压力载荷数据和所述固体材料属性数据为约束，对所述固体结构模型进行有限元分析，得到针对旋转机械的等效应力，包括：对所述固体结构模型进行第二网格划分，得到至少一个固体结构模型网格节点；基于所述固体材料属性数据计算各个固体结构模型网格节点的刚度数据；分别对于每个固体结构模型网格节点进行以下处理：将所述固体结构模型网格节点对应的所述流体压力载荷数据，除以所述固体结构模型网格节点对应的所述刚度数据，得到所述固体结构模型网格节点的位移数据；对每相邻的两个所述固体结构模型网格节点，利用两个所述固体结构模型网格节点的所述位移数据，计算两个所述固体结构模型网格节点的位移变化数据；对于每个所述固体结构模型网格节点，利用所述固体结构模型网格节点的所述位移变化数据以及所述固体材料属性数据，计算所述旋转机械的等效应力。可选的，所述基于所述固体材料属性数据计算各个固体结构模型网格节点的刚度数据之后，所述得到所述固体结构模型网格节点的位移数据之前，还包括：判定所述刚度数据的值小于或等于预设刚度阈值。可选的，所述在所述等效应力下，对所述旋转机械进行模态分析，得到模态分析结果，包括：获取各个固体结构模型网格节点的质量数据；根据各个固体结构模型网格节点的刚度数据确定固体结构模型的刚度矩阵；以及根据各个固体结构模型网格节点的质量数据确定固体结构模型的质量矩阵；利用所述刚度矩阵和所述质量矩阵求解所述旋转机械的振动频率；将所述振动频率代入所述旋转机械的阻尼振动方程的齐次方程，得到振幅；利用所述振幅和所述振动频率确定所述旋转机械的位移；将所述位移和所述等效应力代入所述旋转机械的运动方程，得到所述模态分析的结果。可选的，所述在所述等效应力下，对所述旋转机械进行模态分析，得到模态分析结果，还包括：获取模态分析的阶数；输出与所述阶数相对应的模态分析结果。可选的，所述流体分析边界条件包括：在流体分析时，所述流体模型的入口质量流量参数。第二方面，本申请实施例提供了一种旋转机械的模态分析装置，包括：第一获取模块，用于获取针对所述旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据；第二获取模块，用于获取所述旋转机械的固体结构模型；第三获取模块，用于获取针对所述固体结构模型的固体材料属性数据；应力分析模块，用于以所述流体压力载荷数据和所述固体材料属性数据为约束，对所述固体结构模型进行有限元分析，得到针对所述旋转机械的等效应力；模态分析模块，用于在所述等效应力下，对所述旋转机械进行模态分析，得到模态分析结果。第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和通信总线，其中，处理器和存储器通过通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器中所存储的程序，实现第一方面所述的旋转机械的模态分析方法。第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的旋转机械的模态分析方法。本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该方法，将旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据引入到对旋转机械的固体结构模型的有限元分析中。旋转机械主要应用于流体中，在分析的过程中，考虑到流体对固体结构模型产生的影响，能够进一步改善产品设计，提升产品质量。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种旋转机械的模态分析方法的流程图；图2为本申请实施例提供的获取针对旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据的方法流程图；图3为本申请实施例提供的螺杆的流体模型的网格划分结果的示意图；图4为本申请实施例提供的螺杆流道压力云图；图5为本申请实施例提供的对固体结构模型进行有限元分析的方法流程图；图6为本申请实施例提供的螺杆的固体结构模型的网格划分结果的示意图；图7为本申请实施例提供的流体压力载荷数据导入到螺杆的固体结构模型中的仿真示意图；图8为本申请实施例提供的经过有限元分析得到的等效应力云图；图9为本申请实施例提供的针对螺杆的模态分析的四阶固有频率的示意图；图10为本申请实施例提供的针对螺杆的模态分析的五阶固有频率的示意图；图11为本申请实施例提供的针对螺杆的模态分析的七阶固有频率的示意图；图12为本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转机械的模态分析方法，其特征在于，包括：/n获取针对所述旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据；/n获取所述旋转机械的固体结构模型；/n获取针对所述固体结构模型的固体材料属性数据；/n以所述流体压力载荷数据和所述固体材料属性数据为约束，对所述固体结构模型进行有限元分析，得到针对所述旋转机械的等效应力；/n在所述等效应力下，对所述旋转机械进行模态分析，得到模态分析结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋转机械的模态分析方法，其特征在于，包括：
获取针对所述旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据；
获取所述旋转机械的固体结构模型；
获取针对所述固体结构模型的固体材料属性数据；
以所述流体压力载荷数据和所述固体材料属性数据为约束，对所述固体结构模型进行有限元分析，得到针对所述旋转机械的等效应力；
在所述等效应力下，对所述旋转机械进行模态分析，得到模态分析结果。


2.根据权利要求1所述的旋转机械的模态分析方法，其特征在于，所述获取针对所述旋转机械的流体模型的流体压力载荷数据，包括：
获取针对所述旋转机械建立的流体模型；
获取所述流体模型的流体材料属性数据和流体分析边界条件；
以所述流体材料属性数据和所述流体分析边界条件为约束，对所述流体模型进行流体分析，得到所述流体模型的流体压力载荷数据。


3.根据权利要求2所述的旋转机械的模态分析方法，其特征在于，所述以所述流体材料属性数据和所述流体分析边界条件为约束，对所述流体模型进行流体分析，得到所述流体模型的流体压力载荷数据，包括：
对所述流体模型进行第一网格划分，得到至少一个流体模型网格节点；
建立针对各个所述流体模型网格节点的质量守恒方程和动量守恒方程；
以所述流体材料属性数据和所述流体分析边界条件为约束，求解所述质量守恒方程和所述动量守恒方程，得到各个所述流体模型网格节点各自的所述流体压力载荷数据。


4.根据权利要求3所述的旋转机械的模态分析方法，其特征在于，所述以所述流体压力载荷数据和所述固体材料属性数据为约束，对所述固体结构模型进行有限元分析，得到针对旋转机械的等效应力，包括：
对所述固体结构模型进行第二网格划分，得到至少一个固体结构模型网格节点；
基于所述固体材料属性数据计算各个固体结构模型网格节点的刚度数据；
分别对于每个固体结构模型网格节点进行以下处理：将所述固体结构模型网格节点对应的所述流体压力载荷数据，除以所述固体结构模型网格节点对应的所述刚度数据，得到所述固体结构模型网格节点的位移数据；
对每相邻的两个所述固体结构模型网格节点，利用两个所述固体结构模型网格节点的所述位移数据，计算两个所述固体结构模型网格节点的位移变化数据；
对于每个所述固体结构模型网格节点，利用所述固体结构模型网格节点的所述位移变化数据以及所述固体材料属性数据，计算所述旋转机械的等效应力。


5.根据权利要求4所述的旋转机械的模态分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟萌，宋佳庆，谭艳，徐文来，袁家立，梁嘉祥，
申请(专利权)人：珠海格力智能装备有限公司，珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44