柱塞泵机体模态频率影响研究

对柱塞泵机体进行了模态分析,找出了柱塞泵在使用过程中振动过大的原因。并改进柱塞泵机体结构形式和更换所用材料,对改进后的机体进行模态频率比较研究,得出避免柱塞泵机体与减速机激振频率共振耦合的最优方案。为同类产品的安装使用,以及避免振动耦合提出了具体的解决办法。     

压气机中叶片与叶盘耦合系统振动特性研究

基于有限元方法建立某型航空发动机压气机叶片模型,通过模态仿真获得了该叶片在榫头固支约束下的动力学特性,研究了离心力对叶片振动的影响,并通过模态试验对计算模型和仿真数据进行验证;利用循环对称法对建立的叶片轮盘有限元模型进行振动分析,获得叶轮耦合系统在不同工作转速下的振型和频率,并与单个固支叶片进行比较,结果表明,相同阶次下叶片耦合系统的自振频率较低;通过Campbell图分析得出了叶片耦合系统可能发生共振的频率及相应的转子转速,为其故障诊断、可靠性分析以及寿命估算提供了参考依据。     

压气机叶片流固耦合的强度和振动研究

为了研究流固耦合场对叶片强度与振动参数的影响,采用流体动力学和有限元方法,对压气机叶片进行了单向流固耦合分析。通过软件之间的接口,实现压力场数据的传递,并对加载气动力后的计算模型进行强度分析和模态分析,得到压气机大小叶片的应力应变云图以及固有频率和相应的模态振型,计算比较了离心力、气动力对应力和固有频率的影响。计算结果表明,流固耦合对叶片的结构强度和模态振型影响较小。通过频率分析,找出了叶片的共振频率,从而为叶片的优化提供依据。     

风机叶片试验台疲劳加载振动干涉研究

风机叶片试验台两侧安装叶片,在进行疲劳试验时,一边叶片振动时会对另一边叶片的振动产生干涉,可能会影响试验效果。对此,研究了模态分析和谐响应分析的基本理论,建立试验台模型和研究用叶片模型,分析了两种叶片和基座的模态,以及各种叶片振动搭配下稳态响应。结果表明,合理地分配两边叶片可以避免叶片的频率干涉;改进筒体的结构可以提高试验台的刚度,降低疲劳加载的频率干涉影响。     

风力发电机叶片振动特性有限元分析

风力发电机叶片是一种细长的弹性体结构,运行时容易发生振动和变形,严重影响风力发电机的平稳运行。运用有限元数值方法研究风力机叶片的振动特性,利用模态分析法研究了叶片的静频和动频特性,获得了叶片的前6阶振动频率和相应振型。表明挥舞和摆阵是叶片的主要振动形式;在一定来流风速和转速作用下对叶片进行有预应力的振动特性分析,获得了风速与转速的变化对叶片振动频率的影响规律。利用谐响应分析法研究在最大风压与转速作用下叶片的振动特性,获得了最大受迫载荷作用下,叶片位移频率响应的变化规律。     

安装中央制动器的变速器后壳改进设计与仿真

为了满足直接安装中央制动器的要求,对原有变速器后壳进行了结构改进设计,并利用有限元法校核了改进后的壳体静力学强度与刚度.通过模态仿真分析,比较了原方案与改进后方案的模态振动特性.分析结果表明,改进后的壳体能承受制动器制动力矩的作用而不会发生损坏,自由模态频率较原方案略有提高,约束模态频率远高于变速器受到的激振频率.该变速器后壳具有良好的静态、动态特性,满足实际使用需求.     

航空发动机压气机转子叶片频率转向特性研究

针对航空发动机压气机转子叶片的结构和工作特点,通过有限元方法对叶片进行模态分析,研究叶片的"频率转向"和"振型转换"现象,揭示了动频曲线转向趋势和振型耦合规律,并讨论了温度场对叶片"频率转向"特性的影响,分析叶片动频特性的详细变化规律,为叶片振动特性设计与考核提供了理论基础。     

风力机柔性风轮与低速轴系耦合振动研究

针对风力机柔性风轮与低速轴系的动力学特性强耦合问题进行研究,以1.2MW风力机风轮与低速轴系为研究对象,建立其耦合系统的物理模型并作合理性等效;同时将其单一叶片简化为悬臂梁并采用二节点四自由度梁单元进行有限元分析。运用混合单元对耦合系统模型进行有限元建模,并用模态叠加法得到耦合系统的固有频率与变形云图,并进行结果分析。分析表明耦合系统低频振动主要发生在低速轴支撑轴承,高频振动主要发生在风轮叶片处并以叶片的挥舞与摆振为主。在低频振动过程中,叶片振动与低俗轴振动二者表现出较强耦合性。将风轮自由振动频率与单一叶片自由振动频率进行对比分析,可以得到风轮叶片在自由振动过程中的固有频率比单一叶片的固有频率数值较小。     

基于流固耦合的水轮机振动分析

在流固耦合的基础上,对某一混流式转轮进行了振动分析,得出了叶片和转轮在空气中和水中的振型和频率,并比较了流量和离心力对转轮模态的影响.     

大型风力机复合材料叶片结构动力特性分析

建立大型风力机叶片的三维有限元模型,在考虑旋转惯性力等外力因素下,分析和对比不同工况下叶片的振动频率,同时对叶片复合材料铺层角度和模态频率大小之间的关系进行研究。结果表明,叶片模态频率受应力刚化影响较大,通过改变叶片单向层的纤维铺层角可对旋转叶片的模态频率进行调整。     

Reduction of vibrations of passively-isolated ultra-precision manufacturing machines using mode coupling

Ultra-precision manufacturing (UPM) machines are used to fabricate and measure complex parts having micrometer-level features and nanometer-level tolerances/surface finishes. Therefore, random vibration of the machine due to ground excitations and residual vibration stemming from onboard disturbances must be mitigated using vibration isolation systems. A long-standing rule of thumb in vibration isolation system design is to locate the isolators in such a way that the vibration modes of the isolated machine are decoupled. However, prior work by the authors has demonstrated that coupling vibration modes of passively-isolated UPM machines could provide conditions for drastic reduction of residual vibrations compared to decoupling. The authors’ analysis was based on the restrictive assumption that the isolated machine was modally damped. The key contribution of this paper is in investigating the effect of mode coupling on the residual vibrations of UPM machines with non-proportional (NP) damping—which is more realistic than modal damping. It also analyzes the effects of mode coupling on the reduction of ground vibrations (i.e., transmissibility). The analyses reveal that, even though NP damping changes the vibration behavior of the machine compared to modal damping, mode coupling still provides ample opportunities to reduce residual vibration and transmissibility. Guidelines for properly designing a UPM machine to best exploit mode coupling for vibration reduction are provided and validated through simulations and experiments. Up to 40% reduction in residual vibration and 50% reduction in transmissibility are demonstrated.     

全地域机动车驾驶室声学特性分析

以某全地域机动车驾驶室为研究对象,建立驾驶室的有限元模型,验证了有限元模型的有效性。以此有限元模型为基础构建驾驶室谐响应模型,进行谐响应分析,发现驾驶室后壁板的振动是引起驾驶室内部噪声的主要原因。研究驾驶室内部噪声特性,分别进行了声学空腔模态分析和声固耦合模态分析,发现声固耦合系统声压分布比较均匀,大部分呈现局部模态,主要原因可能是驾驶室后壁板的振动。通过驾驶员耳旁声压分析发现增加驾驶室后壁板的厚度,可以在一定程度内降低驾驶室内部噪声对驾驶员的影响,为同类驾驶室通过依靠结构改进来改善声场环境提供了案例依据。     

柴油机缸盖结构有限元模态分析和模态测试

利用有限元分析软件ANSYS对造型十分复杂的某发动机缸盖结构建立了有限元模型,而后进行了自由模态分析计算,得到了该缸盖结构的低阶振动模态频率与模态振型.为验证模态分析模型的正确性,对该缸盖结构进行了模态试验测试,用锤击法对缸盖结构进行振动激励,利用测试软件获取缸盖结构的低阶振动模态频率与振型.通过有限元模态分析与模态测试结果的对比,验证了有限元模态分析模型与结果合理性,为该类型发动机缸盖结构设计与优化提供了参考依据.     

基于刚柔耦合系统的人体外骨骼研究

人体外骨骼结构由整体刚性部件和众多液压作动筒组成,为使人体外骨骼具有更好的减震和缓冲功能,在外骨骼结构中还增加了许多弹性阻尼部件。将整个人体外骨骼结构视为刚性部件与众多柔性部件的耦合结构。以60 kg为负重载荷,在ANSYS中创造性地利用刚柔耦合方式建立人体外骨骼结构有限元模型,并分析该外骨骼结构在行走过程中的受力情况和振动模态,获得各姿态应力值及各阶振型、自振频率。经分析得,外骨骼结构除踝关节结构需加强外,其余部件满足静力学强度要求,模态分析结果显示该外骨骼结构避开了人体运动时前后摆动的频率,但易于在左右摆动时产生共振。     

基于模态分析法的车身NVH结构灵敏度分析

以某SUV车为例，建立了车身及乘客室声腔的有限元模型。采用模态分析法，根据轿车车身结构和乘客室的声固耦合效应，通过模态分析得到车身结构和室内声腔的各阶耦合振动模式，通过声压响应分析得到车内噪声级别，通过结构灵敏度分析识别出车内噪声的主要来源。针对噪声源提出的改进措施有效降低了车内噪声。     

某弹载结构橡胶隔振器动态特性研究

目前对于多自由度隔振系统的理论研究,隔振器布局方式多为四点支撑的对称结构。而对非对称支撑形式的隔振系统,其固有特性、耦合特性等性能难以进行精确计算。本文针对某弹载结构的三点支撑式隔振系统,应用有限元方法建立了分析模型,并通过模态分析,设计了一种各向同性的小型橡胶隔振器。试验数据表明,有限元模型准确。本文设计的隔振器满足设计方提出的参数要求。此种方法可以推广到其它支撑形式的隔振系统分析中。     

基于有限元法的框架式压缩机基础动力分析

结合工程实例,采用有限元方法建立了框架式压缩机基础的计算模型,并对其进行了模态分析和谐响应分析.基于数值分析表明:基础存在绕机组转轴的回转振动,且水平与竖向振动耦合比较明显,其影响不能忽略.梁柱节点区域加腋可以提高结构刚度,高转速时对振动效应影响不明显.     

Numerical investigation on vibration characteristics of a micro-speaker diaphragm considering thermoforming effects

Micro-speaker diaphragms play an important role in generating desired sound responses, and are designed to have thin membrane shapes for flexibility in the axial direction. The micro-speaker diaphragms are formed from thin polymer film through the thermoforming process, in which local thickness reductions occur due to strain localization. This thickness reduction results in a change in vibration characteristics of the diaphragm and different sound responses from that of the original design. In this study, the effect of this thickness change in the diaphragm on its vibration characteristics is numerically investigated by coupling thermoforming simulation, structural analysis and modal analysis. Thus, the thickness change in the diaphragm is calculated from the thermoforming simulation, and reflected in the further structural and modal analyses in order to estimate the relevant stiffness and vibration modes. Comparing these simulation results with those from a diaphragm with the uniform thickness, it is found that a local thickness reduction results in the stiffness reduction and the relevant change in the natural frequencies and the corresponding vibration modes.     

Dynamic characteristics of the rotor in a magnetically suspended control moment gyroscope with active magnetic bearing and passive magnetic bearing

For a magnetically suspended control moment gyroscope, stiffness and damping of magnetic bearing will influence modal frequency of a rotor. In this paper the relationship between modal frequency and stiffness and damping has been investigated. The mathematic calculation model of axial passive magnetic bearing (PMB) stiffness is developed. And PID control based on internal model control is introduced into control of radial active magnetic bearing (AMB), considering the radial coupling of axial PMB, a mathematic calculation model of stiffness and damping of radial AMB is established. According to modal analysis, the relationship between modal frequency and modal shapes is achieved. Radial vibration frequency is mainly influenced by stiffness of radial AMB; however, when stiffness increases, radial vibration will disappear and a high frequency bending modal will appear. Stiffness of axial PMB mainly affects the axial vibration mode, which will turn into high-order bending modal. Axial PMB causes bigger influence on torsion modal of the rotor.     

高速摆动从动件盘形凸轮机构的振动分析

以摆动从动件盘形凸轮机构为研究对象 ,把从动件当作弹性体 ,当盘形凸轮从动件按简谐规律运动时 ,用模态分析法对从动件刚弹耦合的横向振动进行振动分析 ,得出有助于凸轮机构动力设计的结论。