上海国产化A型地铁列车车体结构有限元分析

为检验国产化A型地铁列车车体结构设计是否符合标准要求,建立其车体结构有限元模型,运用I-DEAS Master Series(11.0)软件、MSC Nastran(2004)软件和ANSYS/LS-DYNA软件对其车体结构强度、刚度、模态、稳定性、疲劳强度、耐撞性进行分析。分析结果表明:其车体结构设计符合标准要求。     

车用电机的有限元模态分析

模态分析是一种确定结构振动特性的技术,是结构运动学的分析基础,固有频率是结构动力学特性分析中的重要指标.采用有限元法对电动汽车驱动用电机进行模态分析,通过对电机结构进行适当假设和等效,建立电机结构定子绕组、机壳、端盖以及转子和轴的模态有限元仿真模型,分析各结构部件对电机固有频率的影响.通过有限元仿真得到电机结构径向各阶模态的固有频率和模态振型,并通过锤击法模态实验和电机空载噪声频谱验证了有限元分析的准确性.     

RV减速器的模态仿真及实验

RV减速器是工业机器人的核心零件，针对我国生产的减速器寿命短、噪声大等缺点，研究其动态特性意义重大。模态特性是研究动态特性的基础，是研究的第一步。论文建立有限元模型，对RV减速器中的主要部件进行模态仿真，仿真结果和实验结果相差不到5%，在误差范围内，验证了仿真结果的可靠性以及有限元模型的准确性；用Bush单元简化轴承，施加约束后对整体进行模态分析，前三阶固有频率远大于啮合频率，说明工作状态时在外部激励下结构共振的可能性小，为后续研究结构的动态特性提供参考。     

热泵干衣机管路系统振动优化设计

本文以某热泵干衣机压缩机管路为研究对象,基于测试和仿真理论分析技术对管路进行振动优化设计。通过对现有管路进行模态测试分析修正有限元模型,通过有限元仿真分析及模态验证结果发现,现有管路固有频率与压机基频从而接近导致共振,通过修改有限元模型对热泵干衣机管路进行结构优化避开共振频率,减小和避免管路振动大引起的结构噪音及管路断裂风险。对优化后的管路结构进行试验验证,管路振动位移幅值降低73%,管路加速度幅值降低65%。研究结果可为压缩机管路的结构设计提供理论指导,有效节省产品的开发周期及降低管路振动。     

基于改进变分模态分解的SRM功率变换器故障诊断方法

为实现开关磁阻电机功率变换器故障诊断,本文提出了一种改进变分模态分解结合奇异值分析的方法,基于经验模态分解自适应特性和中心频率确定变分模态分解的分解数,并对故障相电流进行处理,根据互信息分析选择最佳模态分量构造初始特征矩阵,进行奇异值分解后计算归一化奇异值作为特征向量,输入支持向量机分类器进行故障识别。为验证诊断方法的可行性,建立了仿真模型与其他诊断方法进行了对比;搭建了开关磁阻电机实验台,测试了开路、短路故障状态,仿真和实验结果均表明本文所提方法可减小噪声影响,提高故障识别准确率。     

过盈联接磁悬浮转子的模型修正方法分析

磁悬浮转子装配体通常借助过盈配合实现可靠联接,因此产生的模态变化不可避免。针对热套配合的柔性磁悬浮转子系统建立有限元模型,为实现一、二阶弯曲固有频率的准确预测,应用等效及接触理论对模型进行修正,选取合适的修正系数,以精确模型便于控制研究。基于等效模型将过盈问题转化为弹性模量、转动惯量的优化问题,接触模型将过盈量纳入初始几何穿透中,进行预应力下的迭代求解。最后通过模态测试验证仿真分析,结果表明修正后的模型在进行模态预测时的计算误差得到改善。     

不同预紧力下变压器绕组轴向振动模态分析

根据电力变压器绕组的轴向振动的弹簧质量系统数学模型并考虑了电力变压器绕组的轴向振动的非线性特点,建立了轴向质量、弹塑性绝缘垫块和夹件组成的电力变压器绕组的模态仿真系统,给出了电力变压器绕组在不同预紧力下的轴向振动模态分析的方法,得出每一阶模态具有特定的固有频率和模态振型.指出了电力变压器绕组轴向预紧力的变化与其轴向振动固有频率变化之间的关系,并通过有限元软件ANSYS进行仿真分析和瞬态激振法进行实验验证.结果表明,仿真计算和实验数据相符合.建立了绕组的不同预紧力与固有频率变化之间的关系数据库, 为电力变压器绕组结构设计时固有频率避开轴向电磁力的频率提供了理论和实验依据.     

电机机座的模态试验与仿真

介绍了对560-2P电机机座结构进行的模态试验和有限元仿真计算,并根据试验结果修正了有限元仿真参数,得到该机座试验和仿真相一致的前5阶固有频率和振型,为电机进一步的振动分析提供了依据。     

船用永磁同步电机定子模态与振动研究

船用电机往往对振动具有很高的要求,对电机进行优化设计是非常必要的。由于目前对电机振动的研究大多基于薄壳理论,无法考虑定子铁心叠片结构、定子齿槽结构和电枢绕组对电机振动造成的影响。针对上述问题,首先通过试验对有限元仿真模型进行修正,然后采用修正后的有限元模型对三种不同槽型的定子结构进行仿真分析,分别计算了在不同轭厚、齿长、齿宽的结构参数下电机的模态参数和振动情况,并得出了一系列的结论,为类似电机的振动优化设计提供参考。     

电子设备机柜模态分析研究及试验验证

模态分析是以振动理论为基础,以模态参数为目标的分析方法。模态分析作为动力学特性研究的基础,其为结构系统的振动分析、振动故障诊断和动力学优化设计等提供依据。采用有限元分析软件ANSYS对电子设备机柜进行了仿真分析,运用整体法及质量点法分别建立了机柜有限元模型,并得到了一致的仿真结果。同时,运用0～50 Hz的随机振动波形对电子机柜进行了随机振动试验,获得了机柜在x、y方向的试验固有频率。通过对比试验与仿真结果,得到机柜的试验固有频率与仿真固有频率误差在5%左右,其中质量点法在4%以内,验证了仿真方法的有效性。     

基于有限元法的电动汽车永磁同步电机模态分析

车用永磁同步电机(PMSM)追求轻量化的设计带来了更为严重的电机振动噪声危害。准确分析计算PMSM的模态是对其进行振动噪声特性研究的基础。采用有限元法对电动汽车PMSM进行模态仿真计算。通过对电机模型进行适当的简化与等效,计算出电机自由状态下前6阶的固有频率及其对应的振型;并将样机进行锤击法的模态试验,验证了电机有限元模态仿真模型的准确性。     

高速永磁电机转子模态分析与实验研究

基于模态分析理论,采用限元分析软件ANSYS对某高速永磁电机转子进行自由模态仿真分析,获得了转子前三阶弯曲固有频率值与振型。通过模态实验实测其固有频率值,比较两者数据,验证了仿真计算的准确性,为同类型转子动力学计算提供了参考依据。     

基于试验模态参数及结构动力学优化设计的有限元建模

准确的有限元模型是结构动力学分析强有力的工具.采用模态试验和有限元建模相结合的综合建模技术,采用结构质量最小为目标,以试验模态作为约束,分别以物理和几何参数为变量的结构动力学优化设计,对初始的有限元模型进行动力学优化.以GARTEUR飞机模型为例,在仅有试验模态参数、几何尺寸条件下,得到结构真实动力学特性的有限元模型.     

汽车保险杠系统耐撞性研究

利用计算机仿真方法研究汽车保险杠系统的耐撞性。在三维机械设计软件CATIA中建立整车及保险杠系统的三维CAD模型,并在HyperMesh软件中进行前处理,进而建立有限元模型;在PamCrash软件中进行碰撞过程仿真求解,将仿真结果与实车碰撞数据进行对比,验证了模型的正确性;最后进行保险杠系统低速碰撞过程仿真,通过仿真可预测出汽车保险杠系统发生碰撞时的位移和变形,为保险杠系统的设计改进提供参考。     

激励环境下悬臂梁式压电振动发电机性能分析

为了提高有限体积内压电振动发电机的发电能力,针对外力和位移激励环境,通过数学模型及ANSYS仿真分析了单、双晶压电发电机结构参数与输出电压及谐振频率之间的关系并进行了实验验证。研究结果表明,在外力激励环境下,应尽量增加压电梁的长度,减小宽度;在位移激励环境下,应尽量降低压电梁的长度。同时,在两种激励环境中,均应优先选用小厚度比的双晶压电梁。     

高炉煤气余压透平转子弯曲振动模态分析研究

对高炉煤气余压发电机组的透平转子进行了支撑在支架上和弹性钢丝绳悬吊状态下的模态测试,探讨了不同约束方式对转子模态的影响。在此基础上建立了透平转子的有限元模型,分析了其在自由状态下的模态,并将该转子前三阶主要弯曲振动固有频率的有限元计算值和试验测试值做了对比研究。研究结果表明:支撑在支架上的透平转子可能有介于水平和垂直方向的模态存在;弹性钢丝绳悬吊状态下的透平转子可近似为自由状态;透平转子固有频率有限元分析结果和实测值吻合很好,特别是在低阶频率,这对透平转子的模态分析有一定指导意义。     

基于Ansys的永磁同步电机转子振动分析

振动是电机的重要指标,对电机转子进行振动分析为其结构改进和性能优化提供理论依据。运用Ansys有限元分析软件对永磁同步电机转子进行模态分析,得到该电机转子振动系统的低阶固有频率和模态振型,分析了电机振动特性。通过电机转子模态试验,求得电机低阶固有频率,对比仿真与试验结果,验证有限元分析结果的可靠性。由结果分析可知,研究对象在额定转速下未产生共振,验证了其结构设计的合理性。研究内容对永磁同步电机的设计和优化有一定的指导意义。     

基于刚挠背板的模态分析与抗振优化设计

研究了通信整机中刚挠背板互联结构的动态特性,并对其进行了抗振优化设计.在有限元软件中建立模型,通过模态分析获得其固有频率和振型,找出抗振薄弱环节;采用多种优化方法进行抗振优化设计.结果表明,刚挠背板互联结构的一阶固有频率为188Hz,振型主要为刚性背板部分的弯折变形及挠性部分的弯折扭曲,刚性背板部分及刚挠接口属薄弱环节;采用带加强筋的加强铝板对刚性背板进行抗振优化,可显著降低背板振幅,提高固有频率;改变安装方式,增加紧固点,整体一阶固有频率可升至1 179Hz,显著提高其抗振性.     

风力发电机高塔系统的自振特性及参数分析

为研究风力发电机高塔系统抗风、抗震等动力问题,基于有限元法对某12 MW风力发电机进行了模态分析,研究了各阶模态振型特性,并通过改变塔架高度、厚度以及叶片长度等尺寸变量,讨论各尺寸变量对风力发电机高塔系统自振特性的影响。对多组数值模拟工况结果进行函数拟合,得到置信度较高的拟合公式,确定了各尺寸变量与风机高塔系统自振频率的函数关系。研究结果可为风力发电机高塔系统结构动力分析提供理论依据,并对工程实践有一定借鉴意义。