Materialien für rotierende Bereiche

Rotierende Bereiche sind Teil des Bewegungsmoduls und ermöglichen die Analyse von rotierenden Maschinen, z. B. Pumpen, Turbinen und Mixer.

Der rotierende Bereich ist eine Hülle, die eine drehende Komponente umgibt. Während der Analyse dreht sich der rotierende Bereich um seine Mittellinie, und alle Festkörper innerhalb des Bereichs drehen sich mit.

Es gibt drei Möglichkeiten zum Definieren der Drehung eines rotierenden Bereichs:

• Drehzahl
• Antriebsmoment
• Strömungserzeugt (freie Rotation)

Weitere Informationen über die Konfiguration und Durchführung von Rotationsanalysen

So weisen Sie einen rotierenden Bereich zu

Um einen rotierenden Bereich zuzuweisen, wählen Sie im Taskdialogfeld "Material" im Dropdown-Menü "Typ" den Eintrag "Rotierender Bereich".

2. Öffnen Sie das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld Material. Es stehen verschiedene Methoden zur Verfügung:
   • Klicken Sie mit der linken Maustaste auf das Bauteil, und klicken Sie im kontextabhängigen Werkzeugkasten auf das Symbol "Bearbeiten".
   • Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Teil, und klicken Sie auf Bearbeiten...
   • Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Teilenamen unter dem Zweig "Materialien" der Designstudienleiste, und klicken Sie auf Bearbeiten....
   • Klicken Sie auf Bearbeiten in der kontextabhängigen Gruppe Materialien.
3. Wählen Sie ein oder mehrere Teile aus.
4. Wählen Sie im Menü Materialdatenbank-Name die Datenbank aus.
5. Wählen Sie Rotierender Bereich aus dem Menü Typ.
6. Wählen Sie das Material aus dem Menü Name.
7. Zum Angeben der Drehachse öffnen Sie das Popup-Dialogfeld in der Zeile Drehachse und wählen die globale x-, y- oder z-Achse. Sie können auch auf die Schaltfläche Fläche auswählen klicken und eine Fläche auswählen. Die Achse ist senkrecht zur ausgewählten Fläche ausgerichtet.
8. Klicken Sie auf Anwenden.

Der Drehmittelpunkt wird basierend auf der Geometrie des rotierenden Bereichs automatisch berechnet. Daher ist es wichtig, dass der rotierende Bereich und der Festkörperrotor (oder Aussparungsrotor) denselben Mittelpunkt haben.

Anmerkung: Physischen Festkörpern, die in einen rotierenden Bereich eingebettet sind, sollte ein Festkörpermaterial zugewiesen werden. Alle in einen rotierenden Bereich eingebetteten Festkörper drehen sich.

Anmerkung: Die Fluideigenschaften des rotierenden Bereichs werden von den benachbarten Fluidteilen automatisch definiert. Aus diesem Grund weisen Sie das gleiche Fluidmaterial allen Teilen zu, die einen rotierenden Bereich berühren.

Beispiel für die Zuweisung eines Materials für einen rotierenden Bereich

So erstellen und bearbeiten Sie einen rotierenden Bereich

1. Um den Materialeditor zu öffnen, klicken Sie in der kontextabhängigen Gruppe Materialien auf Materialeditor.
2. Klicken Sie auf die Schaltfläche Liste.
3. Klicken Sie auf eine benutzerdefinierte Datenbank, und wählen Sie Neues Material. Wählen Sie Rotierender Bereich. Geben Sie einen Namen ein.
4. Wählen Sie den Analysetyp: "Bekannte Drehzahl", "Bekanntes Antriebsmoment" oder "Freie Rotation".
5. Klicken Sie zum Definieren auf die dazugehörige Eigenschaftenschaltfläche.
6. Für jede Eigenschaft: Wählen Sie die Variationsmethode, geben Sie die entsprechenden Werte und Einheiten ein, und klicken Sie auf Anwenden.
7. Klicken Sie optional auf Speichern.
8. Klicken Sie auf OK. Das neue Material ist verfügbar, wenn das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld Materialien geöffnet wird.

Die Vorgabe-Materialdatenbank enthält mindestens ein Exemplar jedes Materialtyps. Eine einfache Möglichkeit zum Erstellen eines neuen Materials ist die Verwendung eines Vorgabematerials als Beispiel. Da diese Materialien schreibgeschützt sind, verwenden Sie den Materialeditor, kopieren Sie das Original in eine benutzerdefinierte Datenbank, und bearbeiten Sie die Kopie. Weitere Informationen zum Erstellen eines Materials aus einem vorhandenen Material...

Beispiel für die Erstellung eines Materials für einen rotierenden Bereich

Analysetypen

Die Parameter, die einen rotierenden Bereich definieren, basieren auf dem Typ von Analyse, der ausgeführt werden soll. Es gibt drei verschiedene Szenarios: "Bekannte Drehzahl", "Bekanntes Antriebsmoment" und "Freie Rotation". Der Typ wird entsprechend der Beschreibung von Schritt 3 aus dem Dropdown-Menü ausgewählt.

Analysetyp: Bekannte Drehzahl

Geben Sie die Drehzahl des Rotors in Radianten pro Sekunde oder Umdrehungen pro Minute ein.

Sie können auch eine variable Drehzahl eingeben, indem Sie die Variationsmethode auf "Tabelle" ändern und Datenpunkte für die Drehzahl zur Zeit eingeben.

Analysetyp: Bekanntes Antriebsmoment

Diese Methode eignet sich zum Modellieren einer Komponente, die mit einem bekannten Antriebsmoment (z. B. von einem Motor) gedreht wird. Das Drehmoment kann als konstanter Wert oder als mit der Zeit variabel oder in Umdrehungen pro Minute anhand einer stückweise linearen Datentabelle eingegeben werden.

(Die Richtung des angewendeten Drehmoments wird als Rotationsrichtung im Haupt-Taskdialogfeld "Material" festgelegt.)

Wenn ein Widerstandsmoment auf die Komponente wirkt, subtrahieren Sie es vom Wert für das bekannte Drehmoment. Wenn beispielsweise das bekannte Motor-Drehmoment 100 Nm beträgt und das Widerstandsmoment 5 Nm, wenden Sie einen Wert von 95 Nm an.

Zusätzlich zum Drehmoment geben Sie die Trägheit der rotierenden Komponente ein. Diese entspricht in der Regel der Rotationsträgheit von Rotor und Welle sowie allen Elementen, die mit der Welle verbunden sind (z. B. ein Motor oder ein Schwungrad bei einer Turbine). Die ungefähre Trägheit kann am einfachsten bestimmt werden, indem die Summe der Masse von Rotor, Welle und mit der Welle verbundenen Elementen mit dem durchschnittlichen Radius zum Quadrat multipliziert wird. Dieser Lösungsansatz ist geeignet, wenn das Gerät in einem stationären Zustand betrieben werden soll.

Wenn mit der Analyse der Drehzahlverlauf über die Zeit ermittelt werden soll, ist ein genauerer Wert für die Trägheit erforderlich.

Analysetyp: Freie Rotation

In diesem Fall startet der Rotor ohne Drehzahl und dreht gemäß der angewendeten Fluidlast hoch. Geben Sie die Trägheit der mechanischen Komponenten und des Rotors an. Die stationäre Drehzahl wird erreicht, wenn das hydraulische Netto-Drehmoment gleich null ist.

Wenn die Komponente frei rotiert, aber ein bekanntes Widerstandsmoment vorhanden ist, gehen Sie wie folgt vor:

1. Legen Sie als Analysetyp "Bekanntes Antriebsdrehmoment" fest.
2. Wenden Sie das Widerstandsmoment als negativen Wert an.

Dadurch wird die Komponente aufgrund der Umgebungsströmung hochdrehen und eine stationäre Drehzahl erreichen, wenn das hydraulische Netto-Drehmoment gleich null ist.