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OptiStruct的折弯机器人Y轴轴身的形状优化

为提高某折弯机器人Y轴的刚度,分析了轴身最危险工况2个方向的静态弯曲刚度与低阶模态振型及频率。利用OptiStruct软件,以质量、静态作用下的位移、模态分析的低阶频率以及组合柔度指数作为响应,对横隔板进行拓扑优化,得到横隔板的材料分布。利用网格变形技术对Y轴轴身的外形进行形状优化。结果显示静态刚度和模态分析的低阶频率都明显提高。     

椭圆齿轮有限元模态分析

应用弹性力学有限元理论,采用有限元分析软件COSMOSWorks对椭圆齿轮进行模态分析,得到了椭圆齿轮的5个低阶固有振动频率和模态振型,并对椭圆齿轮偏心率对固有振动频率和模态振型的影响进行了对比分析.结果表明,偏心率的大小对椭圆齿轮固有频率的大小有较大影响.     

基于欠定盲源分离的结构模态参数识别

针对欠定情况下传统盲源分离(blind source separation,简称BSS)算法无法有效识别结构模态参数的问题,研究了一种不受传感器数量限制的BSS算法。算法主要分为振型矩阵估计与单模态信号分离两步。首先,利用各阶模态响应信号在时频域中的聚类特性估计结构的模态振型;然后,在已知振型矩阵的基础上,通过L1范数最小化算法分离出多个单模态信号;最后,利用单模态参数识别方法提取各阶模态的频率与阻尼比。经仿真与实验验证,本研究方法可以准确识别出结构的各阶模态参数,同时对测量噪声不敏感,具有很好的噪声鲁棒性,在工程实践中具有一定的应用价值。     

一边弹性支承三边自由矩形板对接处角刚度的识别

通过试验模态分析,寻找一边弹性支承三边自由对接长方形板的最低阶弯曲振型及对应的固有频率,将对接板的动力学问题转化为一边弹性支承的对接梁来求解,借助计算机代数语言,编写对接梁的传递矩阵法程序,推导出对接处含角刚度作为符号的方程,输入板的最低阶弯曲振型所对应的固有频率就可识别出该处的角刚度,并通过实例验证此法的有效性.     

减速器箱体模态分析与试验验证

建立了减速器箱体有限元模型,提取了箱体低阶固有频率及相应振型。根据试验模态理论,对减速器箱体进行了脉冲锤击法模态试验,采用多输入多输出(MIMO)时域模态方法对减速器箱体进行模态分析,通过对采集数据分析处理,求得传递函数;采用ERA模态识别法,确定减速器箱体低阶固有频率及振型。通过对比数据表明,所选低阶固有频率振型基本一致,频率误差在5%范围内,相互证明了理论模型与试验方法的正确性,为研究箱体动态结构特性分析提供了理论依据和试验支撑。     

基于Lanczos法的模态重分析法在拓扑优化中的应用

在拓扑优化中,经常要求对结构进行修改,快速准确地计算修改后结构的低阶特征值对于提高整个结构优化的效率非常重要。将基于Lanczos算法的模态重分析法应用于拓扑优化过程中,利用初始结构模态分析结果,结合Lanczos算法和投影技术,采用缩减基方法求解修改结构的固有频率和振型, 则该方法同时具备了Lanczos向量快速收敛的优点和基于全局近似的缩减基向量的高精度。刚架算例验证了该重分析法的高精度。固支方形板和车架结构优化结果表明,该方法在保证求解精度的同时能够在一定程度上提高优化迭代速度。     

正面吊车架有限元分析与结构优化

车架作为正面吊运机的骨架结构,其动力学特性直接影响着整车的性能.为了提高整机的行使安全性和舒适性,应用有限元方法对某型正面吊车架进行了模态分析,根据所得模态参数,并结合外界激励频率对车架结构进行了低频动态特性的优化,优化结果表明,车架结构低阶弹性模态频率及振型都有较大的改善.     

ANSYS的电动矿用自卸车有限元模态分析

利用ANSYS有限元软件分别建立了220t电动矿用自卸车的整车和车架的有限元模型,得出自卸车整车的低阶固有频率和振型,并进行对比.结果显示:在低阶振动模态中,车架前端的刚度相对较低;整车和车架的固有频率均不在发动机的振动频率范围内,避免了发生共振;整车和车架的相同振型的固有频率差别在5%以内.     

基于Isight的减速器高速齿轮轴集成优化

为了防止某减速器高速齿轮轴发生共振,需提高其前低阶固有频率。采用Pro/E软件建立高速齿轮轴模型,采用Abaqus软件对该高速齿轮轴进行模态分析,得到其前五阶固有频率和振型。通过采用Isight优化软件集成全局优化算法和梯度优化算法对其轴颈直径进行优化。优化之后,高速齿轮轴的轴颈直径达到了最优值,其前五阶固有频率都有一定的提高,防止了共振的发生,减少了振动和噪声。     

电动负载模拟器摩擦模型参数辨识方法

随机子空间算法作为模态参数识别算法中的主要方法之一，虽然被广泛运用于实际桥梁结构的模态参数识别中，但其依然存在一定的缺陷。基于此，针对其存在的三大问题：系统定阶难、只适用于时不变结构以及真实模态筛选存在主观性，笔者提出了相应的解决方法。首先，利用“奇异熵增量一阶导数法”实现系统阶次的智能化判定；其次，引入“滑窗技术”对输入信号进行划窗处理，实现时变结构的参数识别；然后，基于真实模态存在的一般规律，并通过建立相似矩阵实现真实模态的辨识；最后，将信号采集、信号预处理和改进随机子空间算法进行有效结合，运用于某大型斜拉桥振动台试验以验证所提算法的可靠性。结果表明：所提算法能运用于桥梁的健康监测中，且识别结果具有可信性。     

某夹具结构模态仿真与试验及相关性验证

针对某雷达夹具,首先系统地介绍了LMS试验模态测试方法,得到了该结构的固有频率与振型,进一步使用有限元方法计算了结构的自由模态.在此基础上,研究了仿真模态结果与试验模态结果的差异,给出了相关性分析的预处理方法,进而得到了试验模态与仿真模态的相关性结果,验证了仿真模型的有效性,为进一步的频谱分析,减少样机试验奠定基础.     

使用有效模态质量和遗传算法的有限元模型修正

提出将模态频率和有效模态质量构造的残差作为遗传算法的目标函数进行结构动力学有限元模型修正的方法。有效模态质量不但可以为结构动力学响应分析提供一种判断模态贡献程度的方法,而且能够为有限元模型修正提供更多的信息量。介绍了有效模态质量的概念和基于遗传算法的结构动力学模型修正理论,在此基础上采用仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性。仿真结果显示,模型修正后参数最大误差为-0.062%,不管是在修正频段内还是修正频段外,频率和有效模态质量的均方误差都小于0.025%。研究表明,使用有效模态质量和遗传算法的结构动力学有限元模型修正是有效可行的。     

某柴油机机体模态测试及分析

以某V12柴油机为例，利用随机信号与振动分析系统CRAS V4．3的模态测试分析功能对该柴油机机体进行了模态测试，得到了机体结构的前5阶固有频率及相应振型，可看出机体各部分振动的特征，据此为发动机结构改进设计提供了试验依据。     

高阶累积量的子空间模态参数辨识方法研究

基于传统的高阶累积量降阶方法的子空间模态参数辨识方法具有一定的缺陷.提出采用2种降阶方法用于改善高阶累积量的子空间模态参数辨识方法,并对该方法进行了实验验证,证明了方法的可靠性.该方法的计算量较小,能够用于一般结构的模态参数辨识.     

基于过渡矩阵的振动模态参数整体识别正交多项式算法

对正交多项式的振动模态参数整体识别方法进行了研究。针对Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ整体识别方法中确定有理分式的分母多项式系数的错误,提出了基于过渡矩阵的正交多项式整体识别新算法。采用该法可显著提高模态参数的整体识别精度。     

曲轴-飞轮组合有限元模态测试和模态分析

根据与广西玉柴机器股份有限公司合作项目的要求,对曲轴-飞轮组合进行试验模态分析获取其固有频率、振型和阻尼,对建立的模型进行有限元模态分析,将计算结果与试验结果对比分析。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。     

环境激励下的旋转机械工作模态参数辨识

伴随着高速透平机械向大跨度、柔性结构方向发展,转子-轴承系统的稳定性将面临着严峻考验。在出厂测试阶段,确保机组转子系统具有足够稳定性裕度是降低生产现场机组发生失稳故障风险的重要手段。采用适用于随机平稳环境激励下的随机子空间法,对机组的模态参数进行辨识,可规避在转子非驱动端增设电磁激振器的传统测试方法。通过分析转子振型进动方向,区分一阶正反进动的模态参数。结合3-σ统计聚类算法,剔除非稳定的噪声或物理极点,形成了区分转子系统的正反进动的稳态图。数值仿真表明,随机子空间法可以有效地辨识系统的模态参数,利用旋转机械的振型进动方向分析方法可以区分正反进动。此外,通过传统扫频激励模态参数辨识试验,验证了随机子空间方法的辨识精度和工程测试可行性。研究结果可为透平机组的稳定性测试提供技术和理论支撑。     

整体式挤压油膜阻尼器对管道振动抑制试验

Z型折叠机翼在大气中飞行时会呈现不同的形态，其结构动力学特性变化明显，对其模态特性的分析是研究其结构特性的重要研究方法。首先，简要介绍模态分析技术以及PolyMAX法识别模态参数的基本原理；其次，结合试验模态分析和工作模态分析方法，对设计加工的Z型折叠翼模型在不同折叠形态下进行了模态实验；最后，对获得Z型折叠机翼实验模型的前5阶模态参数。结果表明，Z型折叠板在不同折叠角度下，各阶模态振动差异很大，其中折叠角度为90°时，结构更加稳定。