基于ANSYS的轴-旋转壳耦合特性分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

轴-旋转壳耦合结构广泛应用于航空航天、机械制造、能源动力等领域，例如飞机发动机、燃气轮机、离心压缩机等。

这类结构的共同特点是旋转壳体（例如叶轮、涡壳）和轴系之间存在着相互作用，旋转壳体的振动会传递给轴系，而轴系的振动也会反过来影响旋转壳体的运动状态。

这种相互耦合作用会导致结构的振动特性变得复杂，严重时甚至会引发共振现象，导致结构失效，造成重大的经济损失和人员伤亡。

2. 本选题国内外研究状况综述

轴-旋转壳耦合结构的振动问题一直是国内外学者研究的热点和难点。

1. 国内研究现状

国内学者在轴-旋转壳耦合结构振动特性方面取得了一定的研究成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以典型的轴-旋转壳耦合结构为研究对象，利用有限元软件ansys对其进行建模和分析，主要研究内容包括：
1.轴-旋转壳耦合结构的理论建模：基于旋转壳体振动理论和轴系动力学原理，建立轴-旋转壳耦合结构的数学模型，推导其振动方程。

2.轴-旋转壳耦合结构的有限元建模：利用ansys软件建立轴-旋转壳耦合结构的三维有限元模型，并进行网格划分、材料属性定义、边界条件和约束处理。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和结果验证相结合的研究方法。

首先，进行理论分析，基于旋转壳体振动理论和轴系动力学原理，建立轴-旋转壳耦合结构的数学模型，推导其振动方程，为后续的数值模拟提供理论基础。

其次，进行数值模拟，利用ansys有限元软件建立轴-旋转壳耦合结构的三维有限元模型，并进行网格划分、材料属性定义、边界条件和约束处理。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.考虑了轴系与旋转壳体之间的耦合作用，建立了更加精确的轴-旋转壳耦合结构有限元模型，能够更准确地预测结构的振动特性。

2.研究了不同因素对轴-旋转壳耦合结构振动特性的影响规律，例如轴系转速、壳体厚度、材料参数等，为结构的优化设计提供参考。

3.探索了轴-旋转壳耦合结构振动控制的有效方法，例如结构优化、阻尼减振等，为提高结构的振动稳定性提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.刘凯,周桐,李强.高速重载齿轮箱轴-轴承-壳体耦合系统动力学分析[j].机械传动,2022,46(12):160-169.

2.李明,李润方,华宏星.考虑接触非线性的航空发动机机匣-转子系统动力学建模与分析[j].航空动力学报,2021,36(07):1485-1494.

3.王凯,陈果,王永亮,等.考虑旋转软壳效应的机床主轴-刀具系统动力学分析[j].机械工程学报,2020,56(12):176-186.