基于双向流固耦合的无拉索天线桅杆风致振动特性研究

为研究正六边形无拉索天线桅杆的风致振动特性,本文进行了基于双向流固耦合的数值模拟研究。建立了无拉索天线桅杆固体网格及外流场重叠网格三维有限元模型,利用ANSYSWorkbench搭建基于Transient、Fluent和SystemCoupling的双向流固耦合仿真系统,对不同风速下桅杆的横向、顺风向振动位移及受力进行了分析,并运用Model模块计算了桅杆前六阶固有频率及其对应模态。结果表明：无拉索天线桅杆在风速U=13.5 m/s时会发生振动形式转变,振动形式从第一阶模态转变为第一阶与第二阶混合模态,横向振幅在此风速下出现极小值;桅杆受到的顺风向阻力数值模拟结果与经验公式基本相符,对比误差不超过8.5%;无拉索天线桅杆尾流主涡的交替摆动是其受到脉动横向风载的主要原因。     

汽车变速箱破裂的诊断与分析

针对某型汽车在用户使用较短的时间内变速箱出现裂纹的问题,进行了试验振动分析。提出并实现了整车联结状态下的试验振动测试与模态分析,以及汽车运转状态的振动试验分析,得到了变速箱的固有频率和纵向振动模态。找出了在常用典型档位和转速情况下不平衡量对变速箱振动幅值的影响、不同减振器刚度对变速箱振动的影响,并进行了在复杂路况下对变速箱的动强度测试与分析,由此确定了变速箱的薄弱部位并找出了变速箱破裂的各种影响因素。     

数控加工中心高速电主轴运行状态测试

采用阶次分析和试验模态测试相结合的方法对电主轴运行状态进行振动测试与分析,研究导致高速电主轴高速运行中振动加剧的原因,确定高速电主轴及机床结构在设计、制造与部件缺陷等方面存在的导致振动异常的多种原因.研究结果表明,阶次分析和试验模态测试相结合是一种有效的用于数控加工中心状态监测与诊断的测试分析方法.     

基于环境激励的大跨度钢桥模态试验研究

模态试验是桥梁结构试验考核的重要内容之一,试验获得的模态参数对验证结构设计、建立结构的动力学模型以及使用状态的评估均具有重要意义.传统的模态试验方法是采用人工激励法进行激振,但对于大跨度钢桥无论是实施人工激励还是测试外部激励都是困难的.为此,采用基于环境激励的谱分析方法对某型大跨度钢桥进行了模态测试与分析,并对测试设备、传感器、分析软件作必要的配置与完善,给出了某型大跨度钢桥空载状态下的阵型及相应的固有频率,为同类装备的模态试验及振动特性分析提供了参考.     

高压往复压缩机管道振动测试分析与应用

提出了应用LMS Test.lab和Bentley AutoPIPE相结合进行往复压缩机管道系统振动测试的新方法,利用LMS Test.lab软件、LMS SCADAS Mobile可扩展数据采集前端及相关硬件,搭建了往复压缩机管道振动测试分析系统,对北京某管道公司高压压缩机管道系统的试验模态和工作模态进行了测试分析,并对测试结果与Bentley AutoPIPE计算出的理论模态结果进行了对比。根据模态分析的结论,制定了合理的减振方案,减振措施现场实施后效果显著,验证了本文模态分析方法的正确及有效性。     

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.     

PolyMAX法在自升式平台模型损伤检测中的应用

对某自升式海洋平台模型进行了脉冲锤击法试验模态研究.采用移动力锤法对自升式海洋平台模型无损伤和有损伤两种工况进行振动测试,对振动数据采用PolyMAX法进行模态分析,研究了两种工况下的结构动态特性.试验分析结果表明,PolyMAX方法在自升式海洋平台模型损伤检测中,不仅能够获得清晰的稳态图,还可以有效识别结构模态频率、模态振型;根据平台模型损伤前后的模态参数可知,平台模型损伤后X,Y方向的一阶频率均有明显降低,尤其是损伤处模态振型变化更为明显.该特征为自升式海洋平台损伤检测提供了一个依据.     

挖掘机械

正单斗挖掘机GJ20161026混合动力挖掘机动力系统模态分析及试验研究[刊,中]/邢树鑫…//工程机械.—2015,46(11).-18~21针对混合动力挖掘机动力系统振动剧烈导致的部件失效问题,首先利用有限元软件对动力系统进行模态分析,确定系统固有频率和相应的振型,随后通过非接触式扭转振动测试方法对动力系统的扭转振动进行了测试和分析。结合理论分析、试验测试和发动机激     

振动模态测试及仿真分析的研究与应用

对振动模态测试和仿真原理进行剖析,分析两种方法对结构模态研究的优缺项点。并对压板进行有限元模态分析及试验测试,对比分析上述两种方法所得模态频率结果的最大误差为4.19%,属于可接受范围。通过该研究,探索振动模态测试和仿真分析方法,使测试结果与有限元仿真结果相互验证、融合,以提高模态分析的精度。     

某柴油机油底壳振动分析与优化研究

针对某柴油机油底壳振动过大的问题,通过仿真分析与试验测试相结合的强迫振动分析方法,以降低油底壳在工作过程中的振动加速度值。首先进行了整机模态测试、整机有限元模态计算及上述两者的标定,分析后得到了可靠的油底壳仿真模型;其次在柴油机最大扭矩工况下对油底壳进行了有限元强迫振动分析,并完成了振动加速度仿真结果与测试结果的标定分析;最后由仿真结果得到了油底壳底部振动加速度较大的位置,并对其进行了针对性优化分析。研究结果表明:在控制成本的前提下,通过增加油底壳边缘的厚度和某位置的加筋,提高了油底壳的结构刚度,使优化后的油底壳后端最大Y向振动加速度从85.0 m/s~2减少到75.3 m/s~2,降幅达到12.8%,有效地降低了柴油机工作时油底壳的振动。     

基于UG的圆柱直齿轮参数化建模及有限元分析

根据渐开线齿轮的成形原理,在UG环境下完成了圆柱直齿轮的参数化建模,根据振动力学及有限元理论在UG／Structure模块中建立了圆柱直齿轮的有限元模型,通过计算机仿真提取了前5阶的固有频率及振型,为改善齿轮零件的频率响应特性、工作中的可靠性提供了依据。     

大型分体式磁轴承电动机系统定子模态分析

准确分析定子固有模态对低振动噪声电机系统优化设计和控制有十分重要的意义。针对大型分体式磁轴承电动机系统,采用有限元仿真方法分析轴向磁轴承定子绕组、径向磁轴承定子叠片结构、机座螺栓连接以及底座附加质量对大型分体式磁轴承电动机系统定子模态的影响。结果表明:轴向轴承定子绕组对定子固有频率影响较大,宜采用质量计入铁心的方式处理;径向轴承定子叠片结构对定子固有频率的影响较小,可按各向同性处理;机座螺栓连接刚度对机座固有频率有一定影响,但当连接刚度远大于机座刚度时,影响较小;底座附加质量对整机模态频率有一定的影响,但对不同振型的固有频率的影响效果相差较大。计算了整机的模态频率,并与振动试验结果进行了对比验证。     

基于键合图的模态分析与应用研究

传统的模态分析方法采用牛顿定律建立运动方程,分析质量矩阵[M]和刚度矩阵[K],求解系统的固有频率和振型的过程十分复杂、繁琐。将键合图理论与方法运用于系统的模态分析,通过建立系统的状态空间方程,可以得到系统的模态。该方法能简便、正确计算系统的模态,获得完整的数据。文中提供的算例进一步证明了该方法的正确性和有效性。     

单搭自冲铆接头谐响应分析

利用三维ANSYS有限元软件对单搭自冲铆接头建立了有限元模型,并对该模型进行模态分析以获得其自由振动时的固有频率,在模态分析的基础上进行了不同加载位置的谐响应分析,对比了同一加载位置时不同节点响应幅值的变化及不同加载位置时同一节点的响应幅值变化发现,由于节点所处位置不同及自冲铆接头的振型不同,其最大响应幅值发生在不同固有频率处;距离加载位置越近其响应幅值越大;节点响应幅值随距离固定端的距离增加而成增长趋势。     

Scaling-factor estimation using an optimized mass-change strategy

In operational modal analysis, only unscaled mode shapes can be obtained. The mass-change method is in many cases the simplest way to estimate the scaling factors, which involves repeated modal testing after changing the mass at different points of the structure where the mode shapes are known. With this method, the scaling factors are determined using the natural frequencies and mode shapes of both the modified and the unmodified structure. However, the uncertainty on the scaling-factor estimation depends on the modal-analysis accuracy and the mass-change strategy (number, magnitude, and location of the masses) used to modify the dynamic behavior of the structure. In this paper, a procedure to optimize the mass-change strategy is proposed, which uses the modal parameters (natural frequencies and mode shapes) of the original structure as the basic information.     

Erratum to “Scaling-factor estimation using an optimized mass-change strategy” [Mech. Syst. Signal Process. 24(5) (2010) 1260–1273]

In operational modal analysis, only unscaled mode shapes can be obtained. The mass-change method is in many cases the simplest way to estimate the scaling factors, which involves repeated modal testing after changing the mass at different points of the structure where the mode shapes are known. With this method, the scaling factors are determined using the natural frequencies and mode shapes of both the modified and the unmodified structure. However, the uncertainty on the scaling-factor estimation depends on the modal-analysis accuracy and the mass-change strategy (number, magnitude, and location of the masses) used to modify the dynamic behavior of the structure. In this paper, a procedure to optimize the mass-change strategy is proposed, which uses the modal parameters (natural frequencies and mode shapes) of the original structure as the basic information.     

Natural frequency and mode shape analysis of structures with uncertainty

Two methods called random factor method (RFM) and interval factor method (IFM) for the natural frequency and mode shape analysis of truss structures with uncertain parameters are presented in this paper. Using the RFM, the structural physical parameters and geometry can be considered as random variables. The structural stiffness and mass matrices can then, respectively, be described by the product of two parts corresponding to the random factors and the deterministic matrix. The structural natural frequencies, mode shapes and random response can be expressed as the function of the random factors. By means of the random variable's algebra synthesis method, the computational expressions for the mean value and standard deviation of natural frequencies and mode shapes are derived from the Rayleigh quotient. Using the IFM, the structural parameters can be considered as interval variables and the computational expressions for the lower and upper bounds of the natural frequency and mode shape are derived by means of the interval operations. The effect of uncertainty of individual structural parameters on structural dynamic characteristics, and the comparison of structural natural frequency and mode shape using the RFM and IFM are demonstrated by truss structures.     

基于Pro／E与ANSYS的齿轮参数化设计及有限元分析

根据齿轮渐开线齿廊的形成原理,论述了利用Pro/E的参数与关系功能实现齿轮三维模型的参数化设计。然后,利用Pro/E与ANSYS接口技术对直齿轮进行了模态分析。最后,提取了固有频率和振型,为相关产品的设计提供了思路和参考价值,能够避免共振带来的破坏。     

Exact analysis of resonance frequency and mode shapes of isotropic and laminated composite cylindrical shells; Part I: analytical studies

In order to study the free vibration of simply supported circular cylindrical shells, an exact analytical procedure is developed and discussed in detail. Part I presents a general approach for exact analysis of natural frequencies and mode shapes of circular cylindrical shells. The validity of the exact technique is verified using four different shell theories 1) Soedel, 2) Flugge, 3) Morley-Koiter and 4) Donnell. The exact procedure is compared favorably with experimental results and those obtained using a numerical finite element method. A literature review reveals that beam functions are used extensively as an approximation for simply supported boundary conditions. The accuracy of the resonance frequencies obtained using the approximate method are also investigated by comparing results with those of the exact analysis. Part II presents effects of different parameters on mode shapes and natural frequencies of circular cylindrical shells.     

机床整机系统振动特性分析

将现代振动测试手段和有限元模态分析技术相结合,对新研发的立式加工中心0540d整机系统进行振动特性分析。用有限元计算方法对新研发的产品整机进行动态性能预估,掌握机床加工区域的振型及系统的固有频率。在该数控机床生产安装完成后对整机进行振动模态测试,把实验得到的模态参数与有限元计算值进行对比验证。结果的对比分析表明,有限元模型的振型与实验基本一致,计算得到的固有频率与测试频率误差在16%之内。说明该有限元模型可以真实地反映实际动态特性的,同时也可以对研发的新产品进行动态特性预估分析。