流体介质中沉没辊模型附加质量和附加阻尼试验研究

为准确分析不同流体介质中沉没辊模型附加质量和附加阻尼的变化规律,建立理论计算分析模型,对4种模型在4种流体中进行模态试验。利用锤击法,分别对加杆和不加杆的沉没辊模型进行空气中模态试验,两者结果一致性较高。加杆沉没辊模型的试验结果分析可知,水和液压油中前六阶的频响函数曲线峰值明显,甘油中仅前三阶明显;甘油的黏度变化对模型固有频率的影响较小,但随其黏度的增大其附加阻尼因数增加;随着液体密度增加,模型各阶振型对应的附加质量因数均呈线性增加,且当结构的质量和刚度增大时,其增加的斜率减小;随着结构密度增大,模型附加质量因数减小;所有模型(1,2)和(2,2)振型的附加质量因数大于弯曲振型。     

热镀锌沉没辊装置振动固有特性影响因素研究

为研究沉没辊装置振动固有特性的影响因素,采用有限元技术,开展了沉没辊装置的湿模态和预应力模态分析,分别研究了流体密度、带钢断面及其张力等因素对沉没辊装置振动频率的影响程度及规律,并分析造成频率差异的原因。结果表明:沉没辊装置在锌液中振动时的频率比在空气中减小24.4%~58.8%,且频率随着流体密度的减小而增大;沉没辊装置在带钢断面及其张力等预应力作用下的固有特性影响很小,但一些具有不对称性的振型会减少轴承的工作寿命。     

流固耦合作用下空间导叶式离心泵叶轮湿模态分析

研究流固耦合作用下流体机械叶轮的湿模态分析,对避免水泵共振和保证水泵的安全运行具有重要意义。本文以某空间导叶式离心泵为研究对象,运用ANSYS Workbench软件,研究了叶轮部件在空气和水环境中的干湿模态特性,分析了流固耦合作用对叶轮部件固有频率和模态振型的影响。同时,结合流体机械动静干涉的原理,讨论了离心泵叶轮的共振特性与原因。研究表明:在水体附加质量和附加阻尼的作用下,叶轮各个阶次的固有频率大幅降低,模态振型的幅值受到水体的抑制作用有所降低;水环境下叶轮降低的固有频率与激振力频率不再相近,进而抑制了叶轮共振模态的激发;叶轮在不同流体环境下的固有频率与流体声速密切相关,声速越低,固有频率越小。     

模态试验架的动态特性研究

采用有限元技术,应用ANSYS仿真软件分析模态试验架的动态响应.通过建立计算模型,施加边界约束对模态试验架进行模态计算,得到模态试验架前5阶固有频率,提取计算模型的节点位移值形成模态振型.通过时模态试验架动态特性的研究为模态试验架的设计和导弹模态试验的实施提供参考依据.     

模态试验架的动态特性研究

采用有限元技术，应用ANSYS仿真软件分析模态试验架的动态响应。通过建立计算模型，施加边界约束对模态试验架进行模态计算，得到模态试验架前5阶固有频率，提取计算模型的节点位移值形成模态振型。通过对模态试验架动态特性的研究为模态试验架的设计和导弹模态试验的实施提供参考依据。     

基于有限元的汽车传动轴模态参数优化研究

针对汽车传动轴在工作中因外部激励而共振的问题,通过三维建模软件CATIA建立了某轻型卡车传动轴模型并导入有限元分析软件ANSYS中,对主传动轴和中间传动轴在自由模态情况下以及传动轴总成在约束模态情况下的前6阶非刚体自由模态参数进行了研究。分别对传动轴不同轴管长度和壁厚相对应的模态参数变化规律建立了数学模型,并进行了归纳;提出了一种基于有限元技术的汽车传动轴模态参数优化的方法,利用有限元软件ANSYS对优化后的模型进行了测试。研究结果表明:通过减小传动轴轴管壁厚1 mm可使传动轴总成1阶固有频率从132.82 Hz提高到138.49 Hz,满足避免共振的要求。     

气体静压主轴模态仿真分析及试验研究

为准确获取气体静压主轴的动力学模态特性,分别建立主轴转子及主轴部件的有限元模型,对有限元模型中添加的弹簧及电机约束边界条件进行了研究,并分别对以上两个有限元模型进行模态计算。比较两种情况下的结构固有频率、振型趋势及各阶模态下的有效参与质量,分析主轴部件中的外壳对主轴转子模态参数的影响,其中仅保留主轴转子的前六阶固有频率为1.5 Hz、277 Hz、279 Hz、316 Hz、384 Hz、385 Hz,而主轴部件的前六阶固有频率为1.5 Hz、259 Hz、270 Hz、281 Hz、352 Hz、363 Hz,以上结果中均包含刚体模态及重根模态。两者比较结果表明主轴部件的固有频率因其质量的增加而有所降低,且主轴部件不再满足对称结构形式,因而相对于仅保留主轴转子重根模态的情况有所减弱。基于有限元仿真分析结果,进一步对主轴部件进行模态试验验证,通过仿真与试验对比,结果表明主轴转子的有限元仿真结果与试验测量结果更加贴近,其前三阶误差分别为0.6%、10.6%和2.6%。上述仿真边界条件的加载与计算过程及试验测试方法对进一步提高气体静压主轴模态参数仿真精度及修正动力学仿真模型提供了有益参考。     

基于流固耦合的余热排出泵转子模态分析

核电用余热排出泵的可靠性至关重要。通过ANSYS的FSI功能对余热排出泵进行流固耦合分析,得到流体对固体的流固耦合作用力;应用ANSYS中的模态分析功能对余热排出泵转子无预应力下的模态以及流固耦合作用力和旋转离心力作用下的模态进行了对比分析。结果表明:流固耦合载荷力对转子固有频率的影响大于旋转离心力;在同时考虑流固耦合力和旋转离心力条件下,余热排出泵转子固有频率介于只考虑旋转离心力和只考虑流固耦合力的固有频率之间,且除第3阶外均小于无预应力下的固有频率。其中,第2阶模态的固有频率与无预应力相比更接近于激振频率。在预应力作用下,振幅有所上升。     

提高柴油机机体刚度的试验模态研究

利用试验模态方法,对494柴油机进行了机体的模态试验和分析,得到反应机体动态特性的振型以及固有频率。通过封闭机体前端主轴承孔上方的孔,改变孔的形状;增加孔周围的壁厚同时改变机体排气侧加强筋的布置与尺寸的方法,对机体进行了结构修改,优化了机体结构,并对改进后的机体又进行了试验模态分析。结果表明:优化后的机体结构在分析频段(0～2000)Hz范围内的振型由原来的十一阶变为九阶,且中低阶模态频率有明显的上升,改进后的机体刚度有了提高,机体结构的动态特性有了改善。     

B7008C高速角接触轴承动态分析

建立了B7008C高速角接触轴承的三维模型,并在ANSYS Workbench软件中对其进行网格划分,计算了轴承整体前6阶固有频率和振型,计算出临界转速。在不同工况下对各个零件模型进行了模态分析,将角接触轴承整体及各个零件的固有频率、振型和稳定性进行了对比及分析。ANSYS的动态分析计算结果表明当轴承接触良好时轴承设计工作转速远远低于其临界转速,能有效避开共振区;一点接触的滚珠和保持架非常容易发生共振,并且随着约束和约束方向的增加每个零件的固有频率会逐步增加。为高速轴承失效形式分析与设计提供了理论依据。     

不同体积分数的SiCp/Al复合材料回转体薄壁件模态分析

运用ANSYS软件对不同体积分数的SiCp/Al复合材料薄壁圆柱壳进行模态分析,得出了工件前20阶固有频率及各阶振型,研究了不同体积分数对工件固有频率的影响。结果表明:SiCp/Al复合材料薄壁圆柱壳各阶固有频率均较高,随着SiC体积分数的增加,各阶固有频率总体呈上升趋势,1阶和3阶固有频率随着体积分数的增加上升的趋势不太明显。该分析结果可为SiCp/Al复合材料薄壁圆柱壳零件的结构设计及切削参数的选择提供理论依据。     

高速电主轴的试验模态分析

基于模态分析理论,采用单输入/多输出识别法(SIMO)对高速电主轴进行了自由模态试验,介绍了试验方法,得到了所有测点的频响数据.将全部频响数据作集总频响函数,并与相干函数结合分析试验结果,提取了该电主轴的模态参数(固有频率、阻尼和振型),研究了其固有特性.试验结果表明电主轴的基频低于其1阶固有频率,符合电主轴正常工作的基本要求,并用MAC值验证了模态试验的正确性.     

小型山地烤烟烟杆拔杆机旋转辊刀系统模态分析

针对一种掘蔸式拔杆机的执行机构旋转辊刀系统,为进一步优化该系统的作业性能,利用UG进行了实体建模,采用ANSYS Workbench进行有限元模态分析,获得了该系统的前6阶的固有频率,以及各主要工作部件的典型振型。研究结果表明:1阶模态(105.76 Hz)主要表现为辊刀系统绕轴线的旋转运动;在2阶模态(261.51 Hz)和3阶膜态(261.99 Hz)下,辊刀系统表现为整体弯曲振动;在4阶模态(314.42 Hz)和5阶模态(314.72 Hz)下,辊刀系统主要表现为局部弯曲振动;在6阶模态(326.18 Hz)下,辊刀系统表现为局部弯曲扭转振动。上述系统模态属性,可为辊刀系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。     

非晶薄带高速卷取装置设计与模态分析

根据非晶薄带制造工艺要求,结合高速旋转机械的特点,对高速卷带设备的结构进行了设计。利用有限元分析软件对高速卷取辊筒装置进行了模态分析,取得了装置前6阶固有频率,为辊筒的高速旋转提供了理论依据;对运行中的卷取装置进行了模态试验,通过分析实测振动数据进一步验证了卷带设备结构设计的可行性和实用性。     

直齿圆柱齿轮有限元模态模型修正

在对直齿圆柱齿轮结构动力学特性进行准确可靠的分析时,有限元模态模型的准确性至关重要。将初始有限元模型计算的固有频率和试验模态测量的固有频率进行对比,以ANSYS优化设计模块为基础,将有限元模态模型修正问题转化为求解直齿轮固有频率计算值与试验值的相对误差绝对值和的最小值问题。计算结果表明,有限元模态模型修正后前6阶固有频率最大相对误差由2.99%降为1.24%,显著提高了直齿轮有限元模态模型的精度且为有限元模态模型提供了相应的阻尼特性,保证了进一步的动力学特性预测分析的准确性。     

非线性接触下直线电机悬架作动器模态分析

针对直线电机式悬架作动器模态分析误差较大的问题,提出影响分析结果的非线性因素--法向接触刚度,通过优化接触刚度因子实现对作动器模态的精确分析。利用ANSYS Workbench对其进行了有限元仿真,研究了作动器各部件在不同阶数下的固有频率变化值,获得了作动器固有频率与接触刚度因子的相互影响关系,得到了作动器在最优接触刚度因子下的固有频率与振型图,分析了运行速度与模态频率之间的关系曲线。结果表明:初级铁心对样机结构整体频率影响最大;接触刚度因子等于0.6时,固有频率最优以及形变位移值最小;在第2阶频率下,作动器整体变形量较小,最大变形集中在次级铁心两端量;模态频率随运行速度的增大而增大。最后对悬架作动器样机进行了模态试验,仿真值与试验值较好吻合,验证了分析结果的正确性。     

内压及壁厚对充气支撑结构模态影响的仿真分析

为研究内压及壁厚对充气支撑结构固有频率和振型的影响,对不同壁厚的充气支撑结构施加适量的内压,应用薄壳的无矩理论求解出充气支撑结构的应力,并以此应力作为结构的预应力求解多自由度系统的动力学基本方程进行模态计算,采用兰索斯法提取了结构的固有频率和振型的分析结果.结果表明:在0～5000 Pa的压力范围内,低阶频率几乎不受内压的影响,而高阶振动频率随着内压的增大而增大,内压对结构高阶频率的影响是不可忽视的;内压在影响结构固有频率的同时也改变了结构的振型;低阶频率几乎不受壁厚变化的影响;内压的存在降低了壁厚对结构高阶振动频率的影响.     

基于刚柔耦合的行星齿轮减速器减振降噪研究

针对某精密行星齿轮减速器的振动噪声问题,通过Romax Designer软件建立刚柔耦合动力学模型;并对减速器箱体进行模态分析,提取箱体的前六阶约束模态振型和固有频率,确定产生噪声的共振频率点;同时分析了齿轮传动误差、齿轮时变啮合刚度等激励的特性.提出通过齿轮修形降低减速器内部动态激励进而减小振动和噪声的方法,并使用L...     

新型复合材料盘式刹车片的模态研究

刹车片的固有频率对盘式制动器的减振降噪研究有着重要意义.对新型复合材料盘式刹车片和半金属盘式刹车片进行了自由模态和约束模态的对比分析,得到了固有频率等模态参数.从模态分析结果可以看出,在无约束和有约束两种情况下新型复合材料刹车片的固有频率均高于半金属刹车片,半金属刹车片的前四阶约束模态可能与制动噪声有关,而新型复合材料刹车片只有第一阶约束模态可能与制动噪声有关.新型摩擦材料具有高的比模量,材料性能明显优于半金属摩擦材料.     

刚柔耦合动力系统固有振动特性研究

针对柔性基础上马达的隔振设计问题,建立了刚柔耦合机械系统的动力学方程,对机器基础的模态耦合振动和固有频率偏移进行了数值计算和试验研究。研究结果表明,耦合系统的基频小于机器的安装频率;在高频段,柔性基础模态为耦合系统的主导模态。