基于模态分析的机床床身优化设计

为提高平面光学元件抛光机床的加工精度,对其床身进行模态分析,得到机床结构固有的振动特性,实现对机床床身的优化设计。首先,通过3D建模软件构建机床模型,并将其导入ANSYS有限元软件中进行模态分析,得出机床的前几阶固有频率和振型;然后,根据模态分析结果对机床横梁和立柱进行优化设计,得出优化结构;最后,对优化后结构进行模态分析,并将结果与优化前分析结果进行对比。对比可得,优化后的机床床身前三阶固有频率分别提高15.61%、14.63%和16.07%,有效提高机床稳定性,提高工件加工精度。     

轴向荷载对锚杆横向振动特性影响的数值分析

基于梁的横向振动理论,建立了锚杆横向振动的力学模型,得到了轴向荷载下锚杆横向振动的控制方程。考虑了轴向荷载对锚杆托盘与围岩接触的影响,通过ANSYS建立有限元模型,将接触面用实体单元替代,对不同轴向荷载下的锚杆做了有预应力的模态分析。模拟结果表明,锚杆横向振动固有频率都随轴向荷载的增大而增大,而且对不同岩性条件下的锚杆横向振动影响稍有差别,对各阶固有频率的影响规律也不尽相同,低阶规律较为明显,其中1阶、2阶、3阶随轴向载荷基本成线性增长。该结论可为煤矿、公路以及边坡锚杆轴向受力的实时无损检测提供指导。     

2.5MW风电齿轮箱行星轮系啮合相位差对其固有频率的影响

对2.5MW风电齿轮箱低速轴上的行星轮系采用集中参数法建立行星轮系的平移-扭转耦合动力学模型,通过对比在啮合刚度都相等且均取其平均啮合刚度的条件下和3个行星轮在啮合相位差影响下啮合刚度不一致条件下的固有频率,最终得出在啮合相位差影响下不同的啮合刚度组合对行星轮系的低阶固有频率影响较小,对其高阶固有频率的影响比较显著的结论。经过以上对2.5MW风电齿轮箱行星轮系固有频率的分析,能为其动力学分析奠定良好的基础。     

RV减速器参数化建模与模态分析

根据摆线针轮行星传动啮合理论,建立了考虑修形的摆线轮齿廓通用方程,提出了一种基于ANSYS参数化设计语言APDL、采用弹簧阻尼单元模拟轴承结合面的RV减速器参数化建模与模态分析方法,得到了RV-40E减速器的前4阶固有频率与振动模态,并通过模态试验加以验证,模态试验结果与理论计算的最大误差为14.7%。提出的参数化建模与有限元分析方法,具有重复建模工作量小、分析效率高、与模态试验结果吻合较好等优点,对影响RV减速器动态特性的因素及规律研究,具有重要的参考价值。     

擦窗机伸缩臂臂厚与搭接量对固有频率的影响分析

以屋面轨道伸缩臂式CWGS250擦窗机伸缩臂为研究对象,利用通用分析软件ANSYS,适当简化和假设处理,建立有限元分析模型。通过模态分析结果,确定选取臂厚和搭接量作为研究的结构参数。进行不同臂厚的伸缩臂固有频率对比分析,得到臂厚对固有频率的影响关系。并运用ANSYS优化模块中最优梯度法对影响伸缩臂固有频率的搭接量进行灵敏度分析,得到搭接量对固有频率的敏感性。结果表明,调整伸缩臂臂厚和搭接量可以提高伸缩臂的固有频率,为擦窗机伸缩臂结构的减振设计和动态特性优化提供理论参考。     

翻边开孔对矩形板动力性能的影响

工程中采用冲压开孔的方法在结构上产生开孔的同时可以在孔边形成一定高度的翻边。利用Ansys有限元软件,数值分析翻边开孔参数(开孔面积、翻边高度、开孔位置)对矩形板前两阶固有频率的影响。分析结果发现对于不同边界约束条件,翻边开孔参数对矩形板的固有频率均有较大影响,结果为实际结构的翻边开孔设计提供了参考。     

基于Solidworks的复杂壳体造型和模态分析

应用Solidworks和CAXA软件相结合精确建模,使用Simulation模块,对某减速器壳体进行了有限元模态分析,提取了在预应力作用下前六阶固有频率及振型,并和模态试验结果进行了对比。结果显示,2种求解方式比较吻合。     

风机叶片固有频率的一种传递函数解法

将叶片视为变截面悬梁,离散成任意段,每一段满足各向异性双向弯扭耦合振动微分方程,其解表作为两端节点10个自由度的函数,相邻段在同一截面内的节点位移由连续性条件联系,由此建立起求解叶片双向弯曲与扭转响应的传递函数,然后根据边界条件,得到一组仅含10个未知数的齐次方程,其非零解即是叶片各阶固有频率。相对有限元等其他数值方法,这种传递函数的解变量少,算法设计容易,求解速度快,精度高。基于该算法对一种大型叶片叶根段结构铺层优化后的频率特性进行了分析,结果显示,新设计方案不仅叶片重量显著降低,而且叶片刚度和频率特性完全满足使用要求。     

矩形簧片共振频率的研究

随着现代工业的快速发展和城市化的加快,水体污染越来越严重,造成许多水资源无法再利用。簧片哨由于其结构简单、坚固耐用、处理量大被用于污水处理。同时当簧片共振时,其处理能力最强。在喷嘴的缝宽,喷嘴—簧片的距离,工作时液体的压力均为定值的情况下。发现簧片在水中存在着谐频现象,当簧片的固有频率和射流的频率吻合时,簧片就会发生共振,此时的声强最大。     

双跨钢管高强混凝土拱桥模态分析与对比

为了获得钢管高强混凝土拱桥的和振型特征,文中以某双跨拱桥为例,通过改变拱肋中混凝土强度、钢管厚度、径厚比等参数,分析其对钢管混凝土拱桥的刚度及自振频率的影响,明确混凝土强度及拱肋钢管厚度对固有频率及拱肋位移的影响规律.结果表明拱桥最大竖向振动频率与最大水平振动频率均小于人体感知范围,振动发生时并不会使人感觉到有明显的振感.拱肋、桥面系的平面内刚度大于平面外刚度,拱肋和桥面系的平面内弯曲变形出现的时间较晚.拱肋中混凝土强度的增加对拱肋刚度的提高并不明显.随着钢管厚度的增加,拱肋的延性和拱桥的竖向刚度逐渐提高,但钢管厚度过大会不利于拱桥的整体稳定性.钢管径厚比的增大有利于提高拱肋的平面外刚度及拱桥整体的竖向刚度.为进一步开展拱桥的动力响应分析奠定基础.