曳引式电梯机械系统竖直振动的分析与抑制

以曳引机转子偏心为外部激励,建立电梯系统动力学方程,对电梯系统的竖直振动进行模态分析,求解出系统各阶固有频率的时变范围,确认电梯在运行至30 s时六阶固有频率与曳引机的激振频率相吻合。针对这一问题,通过更换不同刚度的隔振垫来改变系统固有频率,进而避免共振。     

轮式装载机前车架的模态分析

为了降低车架在危险工况的变形,提高车架材料的效能和车架的动态刚度,以XG958轮式装载机前车架为研究对象,运用有限元软件ANSYS对前车架进行模态分析。基于有限元和静动态理论,运用ANSYS软件建立前车架有限元模型,并对前车架进行形状结构的改进。改进后前车架第一阶模态频率降低了14.937Hz,最大位移减少0.02mm;第二阶模态频率降低了2.308Hz,最大位移减少了0.222mm;第三阶模态频率降低了30.52Hz,最大位移减少了0.065mm。整体上提高了前车架的动刚度。     

发电机组油箱振动优化分析

为了在发电机组开发阶段规避设计带来的共振风险,通过样机台架试验测得机组底部最大振动加速度幅值为1.06 g,振动频率为60 Hz。利用有限元分析软件Abaqus建立发电机组油箱的模态分析和扫频分析模型,分别对油箱空装、2/3装油量、满装油量3种状态的模态特性进行分析。油箱空装状态的第7阶和第11阶模态接近2倍和3倍的激励频率,而扫频分析的2倍和3倍激励频率点的油箱应力峰值超过了材料的极限强度,说明油箱存在共振风险。因此,利用Abaqus和Tosca联合对油箱进行形貌优化,将油箱的第7阶固有频率提升至124.17 Hz、第11阶固有频率提升至193.07 Hz后,2倍和3倍扫频点的应力幅值明显减小,从而有效地避免了在开发设计阶段油箱的共振风险。     

模态试验分析排气管前消声器的断裂

针对某微型轿车出现的排气管前消声器焊缝连接处的疲劳断裂问题,利用LMS Test.Lab软件对其行了模态测试分析,得到4阶模态,其中在第三阶模态(频率为144.42 Hz)下发生的扭折,是排气管前消声器断裂的主要原因.     

永磁涡流传动调速设备支承座动力学分析及结构改进

永磁涡流传动设备中支承座的共振现象将会影响到设备整机的运行性能,以某型号永磁涡流传动设备中支承座为研究对象,对支承座进行了三维建模,通过三维建模软件与ANSYS Workbench系统间的模型互动,对支承座进行模态及谐响应仿真分析,获得了支承座的前4阶固有模态频率、振型和扫频带宽为0~900 Hz的结构动态特性。仿真表明:激励频率在586 Hz时,轴承座前端面X轴向共振位移达到了峰值;为提高支承座第1阶模态频率和改善其安全可靠性,对原支承座约束与结构参数进行了优化改进,仿真表明:总质量在小于10%增幅的情况下,提高了支承座前4阶固有模态频率值,且其第1阶模态频率提高了56.6%,扫频900 Hz时X轴向共振最大位移仅为0.07 mm,有效地改善了支承座的动力学性能,其研究结果为永磁涡流传动设备支承座的优化设计提供了参考借鉴。     

湿喷机上料筛模态与谐响应分析

为研究湿喷机上料筛的振动特性,避免其在使用过程中发生共振,建立了湿喷机上料筛的三维模型,并将其导入ANSYS中进行模态分析,得到前6阶固有频率和模态振型.在模态分析基础上,对其进行谐响应分析,得到位移与频率响应曲线.结果表明:当外界激振频率为30 Hz和50 Hz时,上料筛振幅达到最大值为10.77 mm,与第1阶和第3阶固有频率很接近.研究结果对提高湿喷机上料筛的可靠性、避免发生共振具有重要意义.     

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。     

壳体形貌的二次优化改善油盘的动力学特性

采用壳体形貌优化对汽车油盘进行了动力学再设计。由于高阶模态阻尼的指数式增大,因此会削弱高阶频率的共振,在这里只考虑前12阶本征频率对油盘的动力学特性的影响。分别以前12阶频率最大化和600Hz的带隙优化为设计目标,分别通过两次模态优化迭代,成功的将油盘前12阶频率提升至高于启动频率(0～200)Hz以上,同时也将这些本征频率成功的驱离稳定工况下的600Hz范围。最后将优化后的结果,采用有限元模态分析验证,并将相应的优化模型采用数控加工成型的方式制备出来,实现了设计,优化和制造的一体化过程。     

船式拖拉机船壳的试验模态研究

针对船式拖拉机样机在试验过程中出现中间轴已疲劳破坏和轴承损坏的现象,拟采用多点激励模态分析方法对其船壳动力学特征参数进行测试。试验研究中采用输出噪声估计模型获得频响函数,利用频域多参考点模态参数辨识方法进行模态参数识别,获得100 Hz以内系统的前7阶固有频率及前三阶模态振型。试验结果表明,船式拖拉机船壳存在较低的一阶固有频率,并且在发动机启动过程中由于变速箱的转动频率和发动机的振动频率分别与船式拖拉机船壳的一、二阶固有模态频率吻合,系统容易引起共振。研究结果为解决中间轴疲劳破坏问题指明了方向,为船壳设计和结构优化提供了理论依据。     

基于动态特性的车架再设计

应用三维CAD软件建立车架的模型,通过接口输入动力分析软件,定义模型的材料、实常数以及约束情况等,对模型进行离散化,建立有限元模型,求解得到模型的前5阶模态参数.与利用试验模态法测试得到的前5阶模态参数吻合程度较好,两种方法均得到与发动机怠速时的激励频率25Hz很接近的-阶固有频率24.7Hz且振型为底板绕Y弯+墙板绕Z弯.为了避开此激励频率,利用修改后的有限元模型对车架进行结构修改,使得车架-阶固有频率与发动机怠速时的激励频率25Hz有了较大的偏移.     

基于ANSYS的水平定向钻机大梁的模态分析与改进设计

以水平定向钻机的关键部件大梁为对象,通过Pro/E建立其三维实体模型,在此基础上建立了相应的有限元模型,运用ANSYS有限元软件对大梁进行了模态分析。通过求解,获得了大梁的前十阶固有振动频率和模态振型,在对结果进行分析的基础上,以降低大梁质量、寻找合理固有频率为目标,对大梁的局部结构进行了改进设计。     

工业机器人RV减速机摆线轮模态分析

针对RV减速机在使用过程中出现的共振问题,利用有限元分析软件ANSYS对RV减速机内部的核心部件摆线轮进行了自由模态和约束模态分析,通过分析对比两种模态下前20阶固有模态和固有振型,得出了摆线轮结构的薄弱环节位于摆线轮齿廓处,找到了容易引起共振的6阶固有频率分别为673.19 Hz、755.95 Hz、932.35 Hz、1489.7 Hz、1719.1 Hz、1733.2 Hz,对摆线轮进行设计时应该避开以上频率,为进一步研究RV减速机的振动和噪声特性提供了理论依据。     

降低制动摩擦振动的制动器结构拓扑优化设计

本文建立起某车型盘式制动系统三维有限元模型,分析了该制动系统的摩擦振动噪声特性,并基于ABAQUS/Optimization模块对该制动系统进行结构拓扑优化设计,在满足轻量化的目标要求下改善摩擦振动噪声问题.结果表明:制动系统在摩擦力作用下可能出现四种振动模态,且产生频率为3632.4 Hz的振动噪声的倾向和强度最大.产生该频率摩擦振动噪声的原因是由于制动钳的第4阶模态频率与制动盘的第11阶模态频率非常接近,在摩擦力作用下容易产生共振.通过对制动钳进行结构拓扑优化设计,移除制动钳两侧区域的材料,使其在满足重量最小的目标前提下将第4阶模态频率降低到2804 Hz,从而避免与制动盘发生共振,且制动钳的重量减轻了17.1％.进一步采用复特征值分析对结构优化后的制动系统进行摩擦振动噪声特性预测,结果表明制动系统仅有两组相邻模态出现模态耦合现象,且原始制动系统出现的3632.4 Hz的振动噪声频率已经消失,制动系统摩擦振动噪声问题得到显著改善.     

广州三号线地铁车辆转向架构架模态分析

为了进一步优化广州地铁三号线动车转向架的结构特征,选取其构架为研究对象。利用三维实体建模软件Pro/E建立实体模型,导入有限元分析软件ANSYS Workbench中。通过简化构架实体模型,采用自动划分和局部网格控制相结合的方法来划分网格,从而建立构架的有限元模型。建立Modal项目对构架进行自由模态分析,计算得出了前12阶模态的固有频率和振型,确定了其动态特性。其中最低的固有频率出现在第7阶,为33.443 Hz,有效地避免了与车体发生共振现象。另外,这为构架的改进设计提供了参考,也为进一步的动力学分析提供了基础。     

30t轴重浴盆式敞车车体模态分析

利用ANSYS软件建立了30t轴重浴盆式敞车的车体有限元模型,介绍了车体模态分析的基本理论,并用Block Lanczos方法对浴盆式敞车车体进行了模态分析,得到了浴盆式敞车车体的前六阶固有频率及相应振型。分析结果表明：该敞车以横向振动为主,车体的一阶扭转模态频率为5．086Hz,侧墙的一阶横向弯曲模态频率为10．134Hz,振动幅度较大的区域集中在与撑杆相连接的侧墙上。而当振动频率迭到26．939Hz时,浴盆式敞车车体没有出现垂向弯曲振动,说明该敞车车体满足满足AAR《货车设计制造规范》标准的要求。     

基于频谱分析与拓扑优化的汽车加速噪声控制

针对某SUV在加速过程中驾驶舱内出现的共振和轰鸣声,利用频谱分析方法,识别出关键因素为压缩机系统1阶模态频率与四缸发动机的4阶频率耦合。采用模态分析与拓扑优化方法,改进压缩机支架后,压缩机系统的1阶模态频率由207.3 Hz提升至259.6 Hz,避开了发动机工作频率。实测对比结果表明,搭载新压缩机支架后,在3 100 r/min时驾驶舱内噪声声压级下降2.8 dB且共振明显减弱,与主观评价一致。新压缩机支架同时解决了搭载同款发动机的某MPV加速噪声问题,验证了该方法的有效性。并进一步提出了在实车状态下的压缩机系统模态分析目标应为250 Hz,为后续车型开发提供依据。     

分体式涡旋压缩机箱体模态的数值分析

利用Pro/E软件和有限元软件Ansys Workbench联合对分体式涡旋压缩机箱体进行模态分析,分析了自由模态和约束模态的前10阶振型和模态频率,了解了箱体振型特点及振型位移最大的区域,并依据分析提出了改进方案。该分析对同类产品固有特性分析与设计具有指导意义,为分体式涡旋压缩机振动、噪声特性分析与控制提供了依据。     

空间遥感器支撑桁架的模态计算与试验

为保证空间遥感器成功发射,采用有限元法计算了主要承受动力学载荷支撑桁架的模态特性,用锤击法对支撑桁架实物进行了模态测试。对计算结果与试验结果的模态频率进行了对比,用视觉比较、模态置信准则等方法进行了模态振型相关性分析。结果表明,桁架结构的一阶频率为154 Hz,满足了一阶频率＞140 Hz的设计要求;桁架结构的有限元模型平均频率计算误差＜10%,局部存在与试验结果相关性＜0.5的振型,需要进一步的修正,才能满足后续工程的应用要求。     

基于ABAQUS的某载货汽车前桥有限元分析及模态分析

以某汽车厂的前桥为研究对象,运用三维建模软件Pro/E进行建模,通过STP格式将其导入ABAQUS中进行预处理。建立材料为40Cr,单元类型为C3D4(四结点线性四面体单元),网格划分技术为自由划分技术的有限元模型,并以ABAQUS/Standard为求解器进行强度分析,以Lanczos求解器进行模态分析。强度分析的结果显示,前桥在3种典型工况下的最大Mises应力均未超过材料的屈服极限。同时,根据模态分析提取了前桥的前五阶固有频率与振型,分析了其固有频率与人体器官频率的耦合情况及振型描述。     

一种小型二冲程汽油发动机的动态特性分析

针对传统小型二冲程汽油机的振动与噪声问题,采用Solid Works建立发动机三维实体模型,基于ANSYS Workbench对发动机整机进行模态分析,给出发动机前4阶固有频率及振型云图,并辅助以实验模态进行验证。结果表明,发动机最低阶模态频率447.1Hz高于额定运行工频125Hz,系统不会发生结构共振,为预知结构设计的薄弱环节与减振降噪设计提供参考依据。