车身模态自动识别算法

针对车身结构振型的变形特点,提出了基于统计学原理的车身整体一阶扭转和一阶垂直弯曲模态自动识别算法。首先建立车身结构各阶模态变形特征线回归方程,再对各回归方程进行回归分析,通过计算可决系数R2确定目标模态。根据该算法编写了Fortran程序,利用该程序对三款客车车身进行模态自动识别,效果良好,验证了该算法的有效性。     

两点同侧激励在模态分析中的应用

为了准确识别一阶弯曲模态和一阶扭转模态,提出利用两点激励法计算的频响函数去判别模态的一阶弯曲频率和一阶扭转频率.以某甘蔗机的车架为例,利用3种激励方式对其进行仿真研究,由计算结果可知:相对于另2种方式计算的结果,两点同侧激励法计算的频响函数效果更好,从而提供了一种准确识别一阶弯曲和扭转模态的方法.     

基于ABAQUS的某车架结构的模态分析

利用Pro/E软件建立某车架结构的三维几何模型,并利用ABAQUS有限元分析软件分析了车架在自由状态下的模态,得到了车架的前六阶的模态振型和固有频率,并根据模态分析的评价原则,验证了该车一阶弯曲和扭转模态的固有频率的合理性.     

复杂三维外形旋翼气弹稳定性分析

针对带有后掠、下反构型的复杂三维外形旋翼气弹稳定性问题进行分析。基于中等变形梁理论以及Hamilton原理，在桨叶运动学描述中引入节点转换矩阵在有限元总体阵组集中引入变形相容原则，建立面向复杂三维外形旋翼的结构动力学模型，并在算例验证的基础上针对复杂三维外形旋翼气弹稳定性问题展开参数影响分析。研究表明：桨尖后掠引起挥舞-扭转结构负耦合效应，造成一阶扭转模态频率和模态阻尼比降低，一阶扭转模态阻尼最大降低90%;桨尖下反引起摆振-扭转结构正耦合效应，造成二阶摆振模态频率降低，一阶扭转模态阻尼比最大降低62%,采用后掠带下反设计会大大降低扭转稳定性。     

承载式客车车身结构有限元分析

根据客车设计相关法规,考虑到制造工艺性和轻量化要求,对承载式车身6大组成部分分别进行了详细结构设计,并在UG NX5.0中建立了该客车车身数字化模型,将该数字化模型导入到ANSYS12.1软件中,就弯曲、扭转、紧急刹车等不同工况进行有限元分析,以检验该客车车身数字化模型是否满足工程应用中的强刚度条件要求,也为改进设计中有的放矢的提高其结构强刚度提供理论依据.     

长螺旋打桩机三环减速器内齿环板动态特性分析

为研究长螺旋打桩机三环减速器内齿环板的动态特性,利用Ansys workbench软件建立了该减速器的三相内齿环板的有限元模型,对模型进行了模态分析,得到了固有频率和振型,分析了弯曲、扭转及耦合振动特性。结果表明:内齿环板表现出很强的模态密集行为,前1～10阶主要以弯曲振动为主,第11～20阶大多表现出明显的耦合振动特性,主要振幅变形量集中在第2相内齿环板,最大变形量4.608 6 mm,频率为1 830.8 Hz,为长螺旋打桩机专用的三环减速器的结构改进及动态结构优化设计提供一些依据。     

压电悬臂梁多模态发电装置的仿真与试验

为了解决压电悬臂梁发电装置俘获低频振动时,结构共振频率带宽小不能完全发挥其发电能力的问题,对压电悬臂梁进行模态分析,结合汽车轮胎压力检测系统中自供电的要求与悬臂梁式发电装置振动模态的特点,提出利用弯曲振动模态和扭转振动模态构成压电悬臂梁发电装置,利用分布式的质量块布置方式实现弯曲模态与扭转模态的解耦,并使用有限元方法对其进行仿真计算。仿真结果表明:在一阶弯曲模态固有频率为12.6Hz不变的条件下,通过调整质量块分布位置,将弯曲模态的固有频率降低到17.2 Hz。对改进的压电悬臂梁发电装置进行试验,结果表明其发电能力是同条件下传统的集中质量块式悬臂梁发电装置的1.4倍。     

基于局部搜索和整体优化的客车杆件截面参数正向设计

首先建立了局部一维搜索方法,以客车车身线框模型与型钢截面库为基础,通过截面库优化排序、杆件局部模型一维搜索以及局部-整体迭代等优化步骤,得出一个满足多工况强度要求的车身结构杆件截面尺寸下限。然后通过灵敏度分析选择关键杆件,利用多目标遗传算法NSGA-II对选定杆件的截面尺寸在截面库的范围内进行优化,以提高整体刚度及模态性能。最后在某承载式客车车身杆件截面优化设计中,将该方法的优化结果作为设计输入,结果表明,车身结构的最终方案具有明显的轻量化效果。     

某货车驾驶室静刚度试验与分析

针对某型货车驾驶室,通过模拟驾驶室的实际受载情况,建立了该驾驶室白车身静刚度测试系统.利用数字测量方法和白车身刚度的力学公式,试验和分析得到的结果表明,该测试系统方案合理有效,试验数据重复性和对称性好.通过测试分析该驾驶室扭转和弯曲刚度,得到了驾驶室扭转和弯曲工况下各测点的变形情况和静刚度特征,为该驾驶室的研发建立了基础数据.     

轿车车身NVH特性研究分析

车身结构与车室声腔模态分析是车身NVH特性研究的重要内容,识别车身系统模态对避免车身结构与声腔共振、降低车内噪声有着重要的意义。以某轿车车身为例,利用有限元法建立车身结构模型和车室声腔模型,分别进行模态分析计算,获得车身结构的模态频率和变形部位、空腔声学系统的声学模态频率和声压分布情况,为车身系统结构与声学优化设计提供依据。     

大客车车身结构多工况综合优化分析

建立了某半承载式大客车车身骨架结构的有限元模型,基于NASTRAN软件平台进行3种工况下的截面尺寸综合优化,确定了最优的综合优化方案. 通过分析校核可知,采用结构综合优化方法,可以在确保大客车车身刚度、强度和模态等性能指标的前提下,实现结构多工况优化分析和车身结构的轻量化.     

大型钢网架穹顶结构弹塑性稳定性分析

针对大型LNG储罐钢网架穹顶结构的弹塑性稳定性分析,基于刚体准则与改进塑性铰模型建立适于几何与材料双非线性分析的空间弹塑性梁单元,研究局部荷载扰动与整体模态扰动两种不同的初始缺陷处理方法以及材料非线性对结构稳定承载力影响的差异。结果表明:初始缺陷、材料非线性与约束刚度减小均会降低网架穹顶结构稳定承载力;荷载干扰下,结构稳定承载力对干扰大小敏感而对位置不敏感;模态干扰属于整体几何缺陷,结构整体初始变形较大,荷载位移曲线平滑。与ABAQUS相比,所建的弹塑性刚体准则空间梁单元及其相应的非线性分析方法效率与精度兼优,适用于大型复杂工程结构非线性分析,在处理局部缺陷对结构稳定性的影响上具有优势。     

Dynamic analysis and modal test of long-span cable-stayed bridge based on ambient excitation

To study the stiffness distribution of girder and the method to identify modal parameters of cable-stayed bridge, a simplified dynamical finite element method model named three beams model was established for the girder with double ribs. Based on the simplified model four stiffness formulae were deduced according to Hamilton principle. These formulae reflect well the contribution of the flexural, shearing, free torsion and restricted torsion deformation, respectively. An identification method about modal parameters was put forward by combining method of peak value and power spectral density according to modal test under ambient excitation. The dynamic finite element method analysis and modal test were carried out in a long-span concrete cable-stayed bridge. The results show that the errors of frequencies between theoretical analysis and test results are less than 10% mostly, and the most important modal parameters for cable-stayed bridge are determined to be the longitudinal floating mode, the first vertical flexural mode and the first torsional mode, which demonstrate that the method of stiffness distribution for three beams model is accurate and method to identify modal parameters is effective under ambient excitation modal test.     

齿轮传动副背隙动态测试平台的仿真与研究

设计一个机械传动性能测试实验台,为测试研究机械传动系统性能做准备。为此,用SolidWorks建模,用有限单元法比较行星齿轮机构和蜗轮蜗杆传动机构在载荷作用下的啮合齿面受力变形特征;结合背隙,分析应力应变;对这两种传动机构进行模态分析,谐响应分析,分析其固有频率和振型,分析位移、应力频谱以及在振动最大处的应力变形情况,进行理论数据比较,并给出结论。     

利用模态综合技术计算汽车车身结构动应力

把整车系统划分为簧上和簧下两大部分,将模态综合技术应用于车身结构动力特性的分析。推导出了车身的动力学方程及车身构件动应力的数字模拟计算公式。自编了计算车身结构动应力响应的计算机程序CSGJ—3。     

大直径菲涅尔透镜模具加工机床静动态特性

为了解决大直径菲涅尔透镜模具加工机床的加工稳定性、精度难以保证的问题,基于ANSYS Workbeach软件,对机床整体进行静动态分析.首先,通过静态分析得到大直径菲涅透镜模具加工机床整机的薄弱环节;然后,利用模态分析法得到机床整机前六阶的模态振型并分析了机床结构的模态频率及振型之间的关系.分析结果表明:横梁稳定性较低,为机床的薄弱环节,横梁内部x向筋板需要加强;机床最大位移发生在横梁位置,变形主要发生在地脚,需要改善优化地脚数量与布局.改进方案为:横梁筋板厚度不变,将内部原垂直构成的十形结构筋板改为V型结构;箱体前段需要增加3个地脚并成等距排列以提供支持力,从而加强机床刚度.     

S195柴油机机体的有限元分析和试验模态

本文应用动态有限元和试验模态分析技术研究S195柴油机的动态特性,从固有频率和振型两个方面比较两种方法的分析结果,两者基本一致 。通过结构的受迫响应模拟,从各部分变形数据分析实际使用中的故障机理,结果表明：利用有限元分析技术预测机体结构的动态特性和变形, 可靠有效。     

基于模态参数验证的机床结构件优化设计

基于有限元分析和试验测试相结合的方法,研究机床结构件优化设计.以某型号拉床结构3大件之一的床台为例,建立床台实际几何形状的有限元模型,分析床台在实际工况下的变形情况和模态参数.利用LMS SCADAS Ⅲ-305振动测试设备和PolyMAX方法,得到床台在0~512 Hz频率下的自然频率、阻尼比和振型等实验模态参数.获得实验模态与分析模态振型向量的置信准则矩阵,表明有限元分析和实验结果具有较好的相关性.利用经过验证的有限元模型开展拓扑优化,根据优化结果进行床台结构的二次设计.结果表明,通过二次设计得到轻量化的床台结构,切削点处变形更小,第一阶固有频率更大,实现了更好的动态性能.     

汽轮机叶片阻尼涂层减振研究

研究了汽轮机叶片镀金属薄膜后叶片的阻尼减振性能，将汽轮机叶轮合理简化后通过ug软件建模，运用ANSYS软件，对相同厚度的铝、钛、铝钛薄膜叶片试件及不镀膜的叶片试件等4种模型的整体叶盘进行模态分析，得到振型图和固有振动频率，从整体上观察叶轮的易损部位；对单个叶片进行谐响应分析，进一步分析4种叶片在外加同一载荷情况下的形变量，讨论其阻尼减振效果。结合实验结果，利用动态机械热分析仪（DMA），对镀铝、镀钛、先镀铝后镀钛处理的试件及不镀膜试件进行分析，检测涂层的阻尼性能。结果表明，镀膜后的叶片各阶模态的形变量均小于未镀膜叶片，对叶片镀膜具有一定的减震阻尼效果。