输电线路铁塔导线耦合振动动力特性研究

将输电塔和导线分别视为柔性悬臂梁和弦线,建立输电线路一塔两线的连续体简化力学模型.采用模态综合法研究分析塔横向振动与线面外振动耦合时的动力特性,给出铁塔与导线振动频率和振型的近似理论算法.针对典型线路的塔线耦合振动,分别采用理论算法和有限元方法对其动力特性做了计算.结果表明,两种方法获得的耦合系统的振动特性基本一致.     

塔设备在内部流动载荷作用下的振动分析

塔设备的固有频率和相应振型由塔结构、材料特性、流动载荷以及约束等条件共同决定。当塔的振动频率与固有频率相同时将诱发共振,危害塔的正常工作。选取某石化企业的板式塔作为研究对象,在设计工况下分别采用传统理论的折算质量法与Workbench多物理场求解平台提供的流固耦合计算方法,对塔设备进行结构计算、模态分析和谐响应分析。其中流固耦合算法先对内部流场进行气液两相流稳态计算,然后对塔体进行静力结构计算,载荷条件有重力以及通过流固耦合界面施加到塔体的流动压力,计算得到了不同塔板数的塔结构位移、应力、固有频率及其振型等结果和规律。采用模态叠加法对板式塔进行了谐响应分析,得到了内部流动载荷对塔设备动响应的影响规律,为设备的安全运行提供技术支持。     

9800焦炭塔结构的模态分析和振型研究

某石化公司9800焦炭塔是国内最大的焦炭塔,塔裙连接处采用一种新型的板焊结构,投入使用的一年内,塔裙连接处的应力槽部位出现裂纹。由于生产工艺的要求,焦炭塔的操作条件特别苛刻,因此,对于塔的动力学分析,尤其是进行模态分析得到其固有频率和振型是非常必要的。针对该塔进行模态分析,求得相应的固有频率和振动形式,从而全面地了解结构在操作过程中的自振特性,为进一步分析焦炭塔的动力学响应奠定了基础。     

含多个压电元件智能悬臂梁的横向振动特性

本文以含多个压电元件的悬臂梁为例,基于Bernoulli-Euler梁的阶梯折算法,结合压电智能悬臂梁段的等效弹性模量理论,计算了多个压电元件的悬臂梁的固有频率和振型,并与有限元和等截面梁的计算结果进行比较。计算分析表明,压电材料尺寸和位置变化对智能悬臂梁结构的横向振动特性具有显著的影响,分析结论对高速飞行器结构设计和主动振动控制中压电元件的优化布置有实用价值。     

基于模态参数灵敏度分析的结构损伤识别研究

结构损伤通常以结构中刚度损失为特征。结构的损伤会引起结构参数的改变,结构参数变化会导致结构模态参数(固有频率、振型)的变化,因此寻求结构损伤与结构模态参数之间的关系十分重要。文中根据结构振动特征方程,推导了结构模态参数对结构参数改变的灵敏度表达式,建立了结构模态参数对以单元刚度为特征的结构损伤识别关系式,识别结构损伤的位置和损伤程度。文中制作了无损伤、有损伤3根悬臂梁钢板试件,测取试件结构固有频率与振型,根据无损伤试件结构图,建立了有限元模型,计算其结构固有频率与振型。将无损伤试件测得的模态参数作为有限元模型修正依据,并用两种损伤条件下测得的数据修正无损伤的有限元模型,将单元刚度作为修正参数,应用灵敏度方法来识别悬臂梁钢板试件损伤的位置和程度,其结果与实际基本一致,证明了方法的有效性。     

大型风力机塔筒的模态分析

结合工程算法和有限元方法对风力机组的塔筒进行模态分析;结合风力发电机组案例,分析了模态主要聚集能量的振型——阶振型与二阶振型;结合有限元方法,对四种工况的固有频率进行分析与比较,得出经简化计算的模型与未简化模型的差异,并且归纳出对固有频率的影响因素。     

振动流化床干燥机的振型分析

为了研究LHZC6/60型振动流化床干燥机主要模态的特性,对干燥机进行简化,建立有限元模型。利用有限元分析软件ANSYS对干燥机进行了模态分析,求出干燥机的前8阶固有频率和振型图。通过分析干燥机的振型图得到振动流化床干燥机的动态特性和其结构的薄弱环节,这为该机结构的改进设计和动态分析提供了理论依据。     

F4冷轧机工作辊耦合振动分析

在近几年对轧机的振动研究中,冷轧机的耦合振动研究已经逐渐成为了新的热点和难点。由于在轧机工作辊的工作界面处会发生三种不同属性振动,将以某厂F4冷轧机工作辊为研究对象,建立一种关于冷轧机工作辊三种属性振动的耦合振动简化模型。利用MATLAB计算该耦合模型的固有频率,并与耦合前分别进行比较,发现只有垂直水平振动固有频率相对有明显变化;依据耦合固有频率得到耦合振动的主振型和主振型曲线并对其进行分析,得出三种属性振动之间的相互影响。     

异形曲面振动强化抛光装置的动态特性分析

为了实现对异形曲面振动强化抛光装置的动态特性分析,利用基于有限元与实验模态相结合的分析方法,结合装置空间层状分布以及悬臂梁支撑的结构特点将其简化,建立了振动激振数学方程和参数化有限元模型,解算出其固有频率和对应的振型,并通过模态测试试验对模型验证,得出装置的实验动态特性参数与理论值吻合较好,其相对误差在5%以内。进一步分析表明该装置的动态特性影响其工作性能,且该装置的振动是水平平面内的摇摆振动和竖直方向内上下振动的合成,实验测得在三维方向的最佳激励频率,可为装置强化抛光工艺参数设置提供参考。     

基于单目离面视觉的结构振动检测

针对常规视觉测量中光学系统复杂、计算量大等问题,提出了一种离面视觉测量方法。讨论了离面振动成像的基本原理,结合模态分析理论,研究了常规成像条件下单相机结构振动特征参数的识别及无激励振型分析。悬臂梁的离面视觉振动测试实验、传统传感器测量实验及ANSYS仿真的对比结果表明,所提出方法可以准确识别低阶固有频率、阻尼和振型等模态信息。最后分析了该方法的后续研究方向。     

连续采煤机垂直方向振动的仿真

为了研究连续采煤机在垂直方向的振动情况,通过假设与简化,建立了连续采煤机的动力学模型和数学模型,求得了12HM10型连续采煤机的固有频率和5阶振型,利用计算机仿真技术,分析了各连接点刚度、各部质量、滚筒的转速和载荷对连续采煤机履带前后接地点处的振动大小与变化。研究表明,靠近机器前面的振动比后面的大,滚筒转速对机体振动的频率有影响,提高各连接点刚度、增大各部质量、降低滚筒转速、减小滚筒载荷可以减轻连续采煤机的振动。     

基于Ansys的塔式起重机振动模态分析

塔式起重机的振动会引起较大的动态应力,模态分析就是确定其结构的振动特性,也是其他动力学的基础。以FTZ5510塔式起重机为研究对象,研究了其建模方法,建立了其整体结构的有限元模型,并以结构进行模态分析来计算结构的固有振动特性,确定结构的固有频率以及振型,为研究该型塔机的其他动力响应提供了依据。     

浅谈炼油装置中焦炭塔工作特点及失效模式

焦炭塔使用过程中,从室温到高温周期性运行,承受循环载荷,温差应力。常见失效模式主要有：焦炭塔裙座焊缝开裂、堵焦阀焊缝及周围开裂、焦炭塔塔体焊缝内表面开裂;塔体鼓凸、偏斜;塔体材料内部组织出现球化、石墨化现象;下塔盖变形发生泄漏等。     

钢及预应力钢筋混凝土风电塔筒模态分析

利用有限元法完成了钢塔筒和预应力塔筒的建模以及模态分析。分析中考虑了轮毂叶片质量偏心的影响,发现两种塔筒的前两阶模态都是侧向摆振,只有钢塔筒从第三阶开始发生了扭转变形。通过比较,在相同的风机型号和塔筒尺寸下,预应力塔筒的第一阶固有频率比钢塔筒大13%,即可以产生更大的位移并能承受更大的应力。此外,两个塔筒的第一阶固有频率均超过叶片激励频率10%,不会发生和叶片的共振,为预应力混凝土塔筒的工程应用提供了理论依据。     

悬臂压电叠层复合梁的弯曲振动固有频率

压电叠层复合梁是一种三叠片对称结构。这里以压电陶瓷-金属-压电陶瓷复合结构为研究对象,给出了悬臂式对称压电复合结构的压电振子弯曲振动共振频率表达式,并建立了相应的有限元模型;计算分析了压电陶瓷-金属复合梁弯曲振动的固有频率值与几何尺寸之间的关系,并与相应的有限元模态分析结果进行了比较。结果表明,两种分析方法得到的压电振子的固有频率值基本符合,计算公式和模型是精确有效的;压电叠层复合梁愈细长则表达式的计算结果愈准确。     

鼓式制动器制动低频振动特性的有限元分析

采用有限元方法分析了鼓式制动器低频制动的振动特性,并进行了验证。在鼓式制动器机理分析的基础上,以一款商用车上使用的鼓式制动器为原型建立了鼓式制动器低频制动时振动的有限元模型,通过模拟计算制动过程中的瞬态响应,分析了鼓式制动器在制动过程中低频振动的特性。试验结果表明,有限元分析结果与试验结果基本一致。     

基于ANSYS的旋转床转鼓系统动力学分析

旋转床转鼓系统的动力学性能影响旋转床的运行效果,是旋转床设计的重要技术指标。应用ANSYS软件建立旋转床转鼓系统的三维有限元模型,在转鼓系统静力学分析的基础上进行动力学分析。通过静态和动态两种状态下转鼓系统固有频率和振型的对比,研究转速对旋转床转鼓系统固有频率的影响。结果表明,转速使得转鼓系统的固有频率减小;在一定范围内,可能导致转鼓的强烈振动,需要提高转鼓系统的刚度。为旋转床转鼓系统动态设计提供依据。     

大型焦炭塔的设计与制造

以某炼油厂的焦炭塔为实例,结合焦炭塔的低周热疲劳工况,对选材、结构设计、焊接、热处理、无损检测及压力实验等主要工艺过程进行了论述和总结。在制造焦炭塔容器时选用具有抗高温蠕变,抗高温硫腐蚀以及对裂纹敏感性小的材料,在裙座与塔体的连接处采用整体锻焊型结构,可有效降低低周热疲劳引起的裙座与塔体连接焊缝的应力。     

基于Hypermesh和Ansys的卧螺过滤离心机转鼓系的模态分析

卧式螺旋过滤离心机的转鼓系作为整机振动的振源,是研究离心机动载荷与机械振动的重点对象。结构共振与物料分布不均是转鼓系振动的主要原因。对转鼓系进行有限元模态分析,可以避免结构共振的发生。通过UG建立了转鼓系的几何模型,并利用Hypermesh对几何模型进行了六面体网格划分。采用接触对与MPC算法,实现了零部件之间不连续网格的连接。基于BlockLanczos算法,在Ansys中对转鼓系有限元模型进行了特征值提取,得到了转鼓系在有、无离心预应力下的前8阶固有频率与振型。研究表明,转鼓系在给定工作转速下,不会发生结构共振。离心预应力对固有频率的低频成分影响较大,而对中高频成分影响较小。研究结论为整机瞬态动力学分析与转鼓系结构优化研究与设计提供了依据。