基于ABAQUS的碟式分离机立轴结构模态分析

以碟式分离机中的立轴为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS对其进行结构模态分析,确定了其前10阶固有频率和模态振型,并分析了其振动特性。     

高速分离机的振动与转鼓的动平衡问题

在碟式分离机产品改进技术交流会上,碟式分离机的振动和转鼓的动平衡问题引起了普遍的重视。轻工业部曾组织了分离机调查组,对10个省市56个单位进行了大量的调查研究,认为转鼓的动平衡是目前高速碟式离心分离机存在的主要问题之一。本文根据高速碟式离心分离机的特点,就转鼓的动平衡问题,谈一些肤浅的看法,抛砖引玉,希望得到有关单位的指导。     

胶乳类碟式分离机的研究与开发

为了更好地满足橡胶工业的发展需要,本文研究与开发了胶乳类碟式分离机。介绍了碟式分离机的发展状况和胶乳类碟式分离机的开发思路,并对胶乳类碟式分离机的关键技术进行了研究,如碟片组优化设计、碟式分离机内流特性以及分离效率的研究、碟式分离机柔性支承振动特性的研究、碟式分离机液力刹车系统的研究、碟式分离机柔性传动及润滑系统研究及控制系统设计。     

碟式分离机转鼓动平衡锥面偏心去重法的研究

分离机的振动问题是影响其产品质量的重要因素之一,而在引起分离机振动的多种原因中,转鼓不平衡是最主要原因,探讨了碟式分离机转鼓在动平衡过程中进行偏心去重的理论计算方法,并通过实例证明该方法具有较高的实用性及正确性.     

陀螺效应对碟式分离机立轴系统动态特性的影响分析

从理论上分析了转子转动状态下产生的陀螺力矩对碟式分离机立轴系统动态特性的影响。并通过建立有效的分离机立轴系统计算模型，采用有限元方法计算分析了转鼓陀螺效应对其临界转速及相应振型的影响。计算结果表明，陀螺力对分离机立轴系统振动特性的影响是不能忽略的。     

基于声固耦合算法的贯流式水轮机轴系振动特性研究

水轮发电机组轴系的振动特性对水轮发电机组的设计具有重要意义。应用转子动力学理论,基于声固耦合算法,考虑轴系中转轮周围水体对轴系振动特性影响,建立轴系转轮湿模态计算模型,以本公司正在设计中的某贯流式水轮机轴系为研究对象,对机组旋转轴系的固有振动特性进行动力学计算,得到轴系前12阶模态固有频率及振型图,通过绘制轴系的Campbell图,得到系统的临界转速,分析判断机组轴系发生共振的可能性。     

基于Hypermesh和Ansys的卧螺过滤离心机转鼓系的模态分析

卧式螺旋过滤离心机的转鼓系作为整机振动的振源,是研究离心机动载荷与机械振动的重点对象。结构共振与物料分布不均是转鼓系振动的主要原因。对转鼓系进行有限元模态分析,可以避免结构共振的发生。通过UG建立了转鼓系的几何模型,并利用Hypermesh对几何模型进行了六面体网格划分。采用接触对与MPC算法,实现了零部件之间不连续网格的连接。基于BlockLanczos算法,在Ansys中对转鼓系有限元模型进行了特征值提取,得到了转鼓系在有、无离心预应力下的前8阶固有频率与振型。研究表明,转鼓系在给定工作转速下,不会发生结构共振。离心预应力对固有频率的低频成分影响较大,而对中高频成分影响较小。研究结论为整机瞬态动力学分析与转鼓系结构优化研究与设计提供了依据。     

大型胶乳碟式分离机的主要参数设计

为了提高胶乳碟式分离机的离心浓缩处理量至650 kg/h,延长每一循环分离时间至2.5 h～3 h,对大型胶乳碟式分离机转鼓部件的主要参数等进行了研究,对转鼓部件主要零件的强度进行了有限元计算及评定。通过计算、选择,确定了大型胶乳碟式分离机转鼓部件的主要参数,同时利用LX-460的实际运行参数及处理量、产量的结果,推导出了大型胶乳碟式分离机的处理量。研究结果表明:该大型胶乳碟式分离机的处理量达到650 kg/h～700 kg/h,每一循环分离时间达到2.5 h～3 h,整个分离循环时间内浓缩胶乳的橡胶含量、胶清的橡胶含量稳定,实际运行达到了预期的效果。     

碟式分离机转鼓组装体不平衡的原因分析

简述了碟式分离机整机动平衡方法,分析了转鼓组装体不平衡的原因,指出必须进行转鼓组装体的动平衡,并根据在整机平衡过程中的测试数据分析和排除引起分离机振动的隐患。     

流固耦合对油气井管柱振动特性的影响分析

以油气井管柱为例,分析了流固耦合作用对管柱振动特性的影响。首先建立了有无流固耦合管柱振动方程,阐述了考虑流固耦合对管柱振动特性分析的重要性。再应用ANSYS Workbench软件建立有无流固耦合管柱三维有限元模型,运用Modal分析模块分析了空管柱、气固耦合管柱、液固耦合管柱三种情况下管柱的固有频率与振型等振动特性。与无流固耦合管柱振动特性对比表明:考虑流固耦合作用时管柱固有频率小于无流固耦合时空管柱的固有频率;与气固耦合相比较,液固耦合时管柱固有频率降低量更大,高达13%;管柱固有频率基本随阶数呈平方关系增长;管柱各阶固有频率均随管柱长度的增加而非线性下降;流固耦合作用对管柱的振型几乎没有影响。流固耦合作用影响管柱的固有频率,尤其是内部流体密度很大时,这种影响更不能忽略。考虑流固耦合作用下管柱振动特性的分析为管柱动力学分析提供了依据,也可为避免结构的共振提供参考。     

基于Workbench的碟式分离机转鼓应力等效线性化分析

根据压力容器分析设计标准和分类准则,结合碟式分离机转鼓应力分布特点,对碟式分离机转鼓的应力分类和强度评定问题进行讨论。本文简略介绍了应力等效线性化的基本原理以及应力分类线选择等问题。通过Workbench有限元分析软件对碟式分离机转鼓进行应力等效线性化分析,对各条路径上分离出来一次总体薄膜应力、一次弯曲应力和一次薄膜应力+一次弯曲应力按照对应的失效准则进行校核,得出碟式分离机转鼓在正常工况下运行是安全可靠的。计算得出的转鼓各部件最小安全系数为结构进一步优化提供了理论依据。     

声振耦合对薄壁圆柱结构动力特性的影响

声振耦合是航空航天飞行器在运行过程中备受关注的问题.针对具有代表性的薄壁圆柱结构,建立声场-结构直接耦合的三维动力学模型,其中结构和声场分别采用实体有限元和三维声单元剖分,并且采用无限元模拟自由声场边界.通过理论和数值分析研究声场中薄壁圆柱结构的模态、幅频响应、相频响应等振动特性的变化规律,讨论声振动对结构动力特性的影响及机理.研究发现声场在大多数情况下降低了结构的固有频率,在低频段声振动相当于给结构增加了附加质量,但是在高频段,声振动和结构阻尼的影响比较相似.随着声场流体密度增大,结构的大多数固有频率值明显减小,结构响应幅值在低频段增大,在高频段减小.声速对声场模态有显著影响,但是对结构模态频率的影响不大.     

考虑预应力时风扇叶片模态特征分析

简要论述了模态分析的基本理论,建立了风扇叶片的有限元模型,通过对该模型进行模态分析,得到了叶片的固有频率和相应的模态振型,并分析了各阶振型下叶片的振动情况。考虑叶片旋转工作状态下离心力会产生预应力的影响,通过加载旋转力矩,求解了预应力下叶片的固有频率。利用不同转速下叶轮旋转对叶片激振频率的计算,同该状态下有限元计算所得的固有频率比较,分析了叶片的共振特性。     

工作载荷对旋转叶片固有振动特性的影响研究

根据飞行中的工作状态建立某旋转叶片的振动模型,利用结构有限元方法进行模态分析,通过对比分析法分别研究了气动载荷和离心载荷对叶片固有振动特性的影响。确定了不同载荷组合下的各阶固有频率,给出叶片的共振-转速特性,并分析了转速对振型的影响,为叶片试验与分析提供依据。     

碟式分离机转鼓应力的无线测试与仿真对比研究

针对碟式分离机转鼓在运行情况下应力测试难的问题,在碟式分离机转鼓试验台上,对两种不同的结构(单个转鼓和转鼓组件)开展了无线动态应力测试,并结合有限元仿真进行了对比研究。采用Wi Fi无线通讯技术进行电阻应变测试实验,直接获得不同位置不同转速下的转鼓内壁应力应变数据,并与行业标准JB/T 8051-2008《离心机转鼓强度计算规范》和有限元仿真分析得到的结果进行对比分析。研究结果表明,将有限元法的计算结果和实验数据进行了比较,两者基本吻合;空转鼓旋转时,转鼓组件鼓壁内的环向应力大于单个转鼓鼓壁内的环向应力,而且随着分离机转速的提高,两者相差越大;单个转鼓的应力情况跟规范基本吻合,说明直接使用规范中的公式会有一定偏差。     

高速加工铣刀结构参数研究

针对高速加工过程中铣刀产生的振动进行了研究,利用有限元软件对不同结构铣刀模型进行了模态分析。分析表明:随铣刀齿数的增加,其固有频率越低,越易引起共振;相同齿数情况下,一阶和二阶铣刀固有频率接近,而之后的各阶固有频率相差很大;切削载荷对铣刀固有频率影响不大。     

基于ANSYS的旋转床转鼓系统动力学分析

旋转床转鼓系统的动力学性能影响旋转床的运行效果,是旋转床设计的重要技术指标。应用ANSYS软件建立旋转床转鼓系统的三维有限元模型,在转鼓系统静力学分析的基础上进行动力学分析。通过静态和动态两种状态下转鼓系统固有频率和振型的对比,研究转速对旋转床转鼓系统固有频率的影响。结果表明,转速使得转鼓系统的固有频率减小;在一定范围内,可能导致转鼓的强烈振动,需要提高转鼓系统的刚度。为旋转床转鼓系统动态设计提供依据。     

摆线钢球行星传动自由振动分析

为准确反映摆线钢球行星传动的固有特性,建立了平移-扭转耦合动力学模型,求解了载荷作用时各构件相对位移量,并推导出动力学微分方程,获得了自由振动特征方程,得到了系统固有频率及主振型。分析了结构参数对固有频率的影响,并对理论研究进行了验证。结果表明：机构具有系统全振动模态、输出轴静止振动模态与输出轴扭转振动模态,传动比对固有频率的影响具有不确定性,输出轴支承刚度是影响固有频率的重要参数,验证了理论研究的正确性。     

双排行星齿轮式动力耦合机构动力学特性分析

动力耦合机构是混合动力汽车主要振动噪声源之一。以某混合动力汽车用双排行星齿轮动力耦合机构为研究对象,建立了行星轮、行星架、齿圈和轴系等部件的三维模型,并用UG装配模块对整个系统进行了装配。通过ANSYS Workbench进行模态分析,得到动力耦合机构前二十阶模态。对动力耦合机构固有频率分析,其振动主要以两行星排中行星轮的扭转振动为主,且固有频率较大,能有效避免与发动机及电机之间产生共振。     

基于刚柔耦合动力学的旋转悬臂梁的频率转向与振型转换特性

对旋转悬臂柔性梁的刚柔耦合一次近似模型的频率转向和振型转换特性进行研究,在精确描述柔性梁非线性变形基础上,计入柔性梁由于横向变形而引起的纵向缩短项,即二阶非线性耦合变形量,利用Hamilton变分原理和Rayleigh-Ritz假设模态法,推导出考虑"动力刚化"效应的一次近似耦合模型。引入量纲一参量,对耦合模型做归一化处理,利用状态空间法求解考虑横纵耦合效应的悬臂梁的固有频率和模态振型。研究发现,耦合效应对旋转悬臂梁固有频率的影响随旋转角速度的增大而变大;相邻两阶模态间存在频率转向,并在转向的过程中伴随着振型转换;相隔多阶模态间存在传递性频率转向,并在转向传递过程中伴随着振型转移;相邻两阶模态间还存在多次频率转向。