乘用车排气系统模态分析与悬挂点布置

汽车排气系统通过橡胶吊耳和挂钩与车身相连,合理的悬挂点布置能有效降低由排气系统传递到车身的振动,从而提高汽车的乘坐舒适性,降低车内噪声。通过对某乘用车的排气系统进行计算模态分析和试验模态分析,采用平均驱动自由度位移方法(ADDOFD)选择最佳的悬挂位置。为检验所设计悬挂点的合理性,对该排气系统进行静力分析和约束模态分析。计算结果表明,该排气系统满足强度要求,振动频率避开了发动机怠速和经济转速所对应的激励频率,证明所设计的悬挂点符合要求。     

模态试验在后扭力梁上的应用

针对汽车后扭力梁结构在道路随机载荷激励下容易出现振动疲劳现象,采用模态试验法对其在自由状态下的模态参数进行分析,获取其振动特性。通过对模态试验中的悬挂位置、激励位置和测点位置的优化,测得后扭力梁的自由模态频率。最后将模态试验获取的后扭力梁结构前十阶自由模态频率与有限元计算结果进行比较,分析表明采用优化后的模态试验方案能够获得较准确的结构自由模态频率,与有限元计算结果具有很好的一致性。     

电磁平衡头转子系统振动建模及模态试验研究

针对电磁主动平衡系统中转子系统的振动问题,对平衡头转子系统进行了振动建模,并对其模态特性进行了研究。首先,根据平衡头结构特征和零部件之间的装配关系,将平衡头简化为28个梁单元、10个集中质量单元和4个弹性支撑单元;然后,依据简化的模型参数,在SAMCEF中建立了转子的有限元分析模型,计算了转子系统的前三阶自由和约束模态频率;最后,通过试验方法,验证了转子系统有限元分析结果及振动模型简化方法的正确性。研究结果表明:转子系统前三阶自由模态频率为2 398 Hz、4 365 Hz和5 161 Hz,前三阶约束模态频率为655 Hz、999 Hz和2 398 Hz;试验测得一阶自由模态和约束模态分别为2 380 Hz和665 Hz,和有限元分析结果的误差限仅为1.17%和2.3%;试验结果验证了平衡头结构简化方法和支撑简化、计算的正确性和有限元计算方法的有效性,为平衡头的开发设计和振动研究提供了重要参考。     

离心式风机含裂纹叶片的试验模态分析

针对离心式风机含裂纹叶片振动特性,搭建了风机在自由悬挂状态下的试验模态分析平台,分别在无裂纹和不同裂纹深度等8种情况下对叶片固有频率及模态振型进行了试验研究。经试验研究与数据分析得:离心式风机叶轮结构固有频率随裂纹深度的增加而单调下降;裂纹越深,固有频率下降越快。该结论为风机叶片故障监测与诊断提供了基础。     

罗茨风机动态特性数值分析

为改善罗茨风机动态特性,提高其运行的稳定性和安全性,针对某型罗茨风机进行了三维实体建模,采用商用计算软件ANSYS Work-bench对该罗茨风机整体结构进行了有限元数值分析,获得了罗茨风机转子系统和机体的模态特性及机体的谐响应特性,并分别给出了罗茨风机转子系统和机体的前6阶固有频率和固有振型以及机体的谐响应特性曲线。研究结果表明:罗茨风机振动变形量最大位置在支撑腿处,当激励频率为300～500Hz时,罗茨风机转子和机体的振动较大;当激励频率为400Hz时,振幅达到最大值。     

摩擦片-卡簧系统摩擦噪声测试与仿真分析

为了研究摩擦片-卡簧系统摩擦产生的振动噪声机理,文中建立了摩擦片-卡簧-卡钳系统的三维几何模型,运用有限元方法对卡簧进行了模态分析,得到了卡簧的主要模态振型和固有频率。进一步搭建摩擦片-卡簧-卡钳系统振动噪声测试试验台,对摩擦片两端分别与卡簧摩擦引起的振动和噪声进行试验测试,获取了卡簧主要的振动和噪声频率。通过对卡簧固有频率和振型、振动和噪声的频率及主要振动方向的对比分析发现,产生的振动和噪声频率分别为1 565,2 914,4 800 Hz,主要振动方向分别与卡簧第7,11及15阶模态频率和振型方向具有较好的一致性,摩擦产生的振动和噪声与卡簧固有特性相关。文中所做研究为进一步优化刹车片-卡簧结构参数,抑制卡簧摩擦噪声提供了参考。     

降低制动摩擦振动的制动器结构拓扑优化设计

本文建立起某车型盘式制动系统三维有限元模型,分析了该制动系统的摩擦振动噪声特性,并基于ABAQUS/Optimization模块对该制动系统进行结构拓扑优化设计,在满足轻量化的目标要求下改善摩擦振动噪声问题.结果表明:制动系统在摩擦力作用下可能出现四种振动模态,且产生频率为3632.4 Hz的振动噪声的倾向和强度最大.产生该频率摩擦振动噪声的原因是由于制动钳的第4阶模态频率与制动盘的第11阶模态频率非常接近,在摩擦力作用下容易产生共振.通过对制动钳进行结构拓扑优化设计,移除制动钳两侧区域的材料,使其在满足重量最小的目标前提下将第4阶模态频率降低到2804 Hz,从而避免与制动盘发生共振,且制动钳的重量减轻了17.1％.进一步采用复特征值分析对结构优化后的制动系统进行摩擦振动噪声特性预测,结果表明制动系统仅有两组相邻模态出现模态耦合现象,且原始制动系统出现的3632.4 Hz的振动噪声频率已经消失,制动系统摩擦振动噪声问题得到显著改善.     

摆线转子式机油泵模态分析及试验

为评价某型摆线转子式机油泵结构的动态特性,建立了该型机油泵的有限元模型并进行模态分析,得到自由模态和约束模态的前六阶固有频率和振型。发现振动变形较大位置出现在转子工作区域和泵体出油口位置。将固有频率与转子啮合频率、发动机激振频率、转轴偏心振动频率进行对比,发现不会产生共振。通过模态试验,得到摆线转子泵的试验频率与仿真结果具有较好的一致性,验证了仿真结果的可靠性。为摆线转子式机油泵系统的振动特性分析,减振降噪和结构优化设计提供了依据。     

工业机器人RV减速机摆线轮模态分析

针对RV减速机在使用过程中出现的共振问题,利用有限元分析软件ANSYS对RV减速机内部的核心部件摆线轮进行了自由模态和约束模态分析,通过分析对比两种模态下前20阶固有模态和固有振型,得出了摆线轮结构的薄弱环节位于摆线轮齿廓处,找到了容易引起共振的6阶固有频率分别为673.19 Hz、755.95 Hz、932.35 Hz、1489.7 Hz、1719.1 Hz、1733.2 Hz,对摆线轮进行设计时应该避开以上频率,为进一步研究RV减速机的振动和噪声特性提供了理论依据。     

综框模态频率优化设计

为了改进综框的动态特性,在SolidWorks软件中建立了综框参数化模型,利用Cosmos模块对综框进行模态分析,获得了固有频率和振型。以综框结构参数化设计为基础,采用多个设计变量对其进行模态频率优化设计,优化结果表明:将综框基频提高到30 Hz以上可以有效地抑制综框振动,使其动态特性得以明显改进。     

摩擦噪声系统的振动特性研究

建立了一个往复滑动摩擦系统1∶1实体装配模型,采用有限元方法对该系统的振动特性进行研究,获得了系统的自然频率和振动模态。将得到的系统振动频率与系统的试验噪声的频率进行比较,发现它们的一些结果有很好的一致性。对系统的计算模态分析显示,发生噪声的模态同时具有切向和法向振动特征。     

汽车扭力梁后悬架模态分析

在汽车行驶过程中汽车扭力梁后悬架结构容易出现振动疲劳现象。采用模态试验法对扭力梁后悬架进行有限元静模态分析,获得其在自由状态下的模态参数,包括固有频率和相对应的振型。在试验系统中根据扭力梁后悬架的结构选择合适的悬挂方式、悬挂点、激励、激励点和参数识别方法,测定扭力梁后悬架的自由模态频率。将模态试验获取的扭力梁后悬架结构前八阶自由模态频率与有限元分析结果进行对比,验证扭力梁后悬架有限元分析的准确性。结果有助于扭力梁后悬架结构设计与疲劳分析。     

轴向柱塞泵壳体降噪区域识别

为了精确识别轴向柱塞泵壳体降噪区域,首先,搭建液压-多体动力学耦合模型,求解结构噪声激振力;然后,分析零部件模态并试验验证,建立装配体有限元模型,开展基于模态的振动响应分析,通过振动实验验证模型准确性,搭建轴向柱塞泵声学边界元模型,分析其辐射噪声特性;最后,基于声学传递向量原理,开展模态及板面声学贡献量分析,对壳体噪声辐射板面进行合理划分,分析其对关键频率下辐射噪声的贡献量。研究表明:轴向柱塞泵振声模型具有良好的准确性;某板面在辐射噪声突出的1350 Hz频率下,其声学贡献量达到46.1%。精确识别了轴向柱塞泵壳体降噪区域,为其降噪优化设计提供有效指导。     

模态分析方法在汽车排气系统振动研究中的应用

汽车排气系统的振动和噪声对汽车舒适性和排气系统寿命都有很大影响。汽车排气系统为多自由度复杂系统,传统方法很难对其振动特性进行分析。为解决此问题,引入了模态分析方法,建立了汽车排气系统精细的有限元模型,对有限元模型进行频率范围在0～150Hz内的边界约束状态下的模态分析,获得其在150 Hz以内的各阶固有频率及其所对应的振型图,并根据结果对该排气系统进行振动特性分析。     

高速动车组车体模态特性分析

针对轨道不平顺及设备运转使高速动车组运行过程中产生复杂的振动、严重降低乘坐舒适性和行驶安全性等问题,对车体进行模态特性分析,以改善车辆的动态响应特性。建立某高速动车组车体有限元模型,计算3种车体不同质量条件下的振动模态,分析设备吊挂位置和吊挂点数目对车体模态频率的影响,得到模态频率和振型的变化规律。在有限元计算的基础上搭建车体模态测试系统,对车体进行模态试验,分析仿真与试验结果的差异及原因,验证数值计算和有限元模型的正确性。结果表明,车体模态频率满足相关设计标准,不同质量的车体低阶模态振型变化趋势一致,吊挂位置对底架垂弯和车体扭转振动频率影响较明显,吊挂点数目增加使车体模态频率逐渐升高。     

AY7-41№56A型离心风机匹配消声器分析

为了降低离心式风机的噪声,首先分析了AY7-41N056A型离心式风机的噪声特性,确定了风机的频率范围为250~8000Hz时的声能占总声能的72%,且噪声的频率峰值为1000Hz;接着采用有限元模态分析确定柱状壳体结构消声器不会产生共振现象;最后采用噪声测量系统对五种阻性消声器分别进行了倍频程分析和总声级比较,分析结果表明,当采用第五种消声器时,对AY7-41N056A型离心式风机降噪效果最好,在距离消声器1米处,噪声总声级降低了约8.27dB(A).此时风机的主要噪声频率为250~8000Hz,此频率范围的声能约占总声能的66.2%.     

雷达天线系统离心风机气动噪声研究

基于FW-H方程,对离心风机进行气动声学理论分析,结合噪声测试方法,对某雷达天线系统进行噪声试验研究分析.测试数据表明,噪声和振动加速度频谱图分布较为接近,噪声振动能量峰值频率均为离心风机叶片基频的倍频,即雷达天线系统噪声主要来源于离心风机的气动噪声.通过改变均热板上翅片与风机叶片边缘的间距和调节风机转速,对单个离心风...     

特种电动机风扇罩结构模态分析

在研制特种电机时,把风扇罩安装到特种电机上,出现了共振的问题。针对这一问题,利用ANSYS对特种电机风扇罩进行约束模态和自由模态分析,找到了特种电机风扇罩17阶固有频率和固有振型。通过比较两种模态分析的结果,电机风扇罩避开了电机转速的共振区,确定6阶变形较为严重的振型,分别是655Hz、1152Hz、1395Hz、1502Hz、1568Hz、1667Hz,在设计特种电机时必须避开这6阶固有频率,为进一步研究特种电机的振动和噪声特性提供了理论依据。     

小型高速低噪声离心风机的试验研究

运用声学传感器和频谱仪对一台小型高速低噪声离心风机进行试验研究,研究发现:风机进出口向外辐射的气动噪声为风机最主要的噪声类型,气动噪声主要是基频噪声,噪声源分别位于叶片进口处与蜗壳蜗舌处,风机进出口噪声被屏蔽后整机噪声降低约21%;风机蜗壳振动是由于风机内部非定常流动诱发蜗壳结构做振动响应,振源主要位于叶片进口处与蜗壳蜗舌处,振动频率与风机基频一致;在蜗壳中填充相等体积1.5 mm塑料球,2.3 mm塑料球,1.2 mm陶瓷球,3.0 mm陶瓷球用来降低蜗壳振动噪声,在设计工况点以3.0 mm陶瓷球效果最佳,整机噪声下降约2.8%。     

自由悬挂分段式柔性立管涡激振动试验

在拖曳水池中进行自由悬挂分段式柔性立管涡激振动试验,通过改变拖车速度拖动立管产生不同流速,研究分段式立管动力响应规律。基于模态分析方法,分析立管应变响应、主导频率和位移响应等参数,并对典型管节动力响应规律进行讨论,研究自由悬挂分段式柔性立管涡激振动作用机理。研究结果表明：自由悬挂分段式柔性立管在涡激振动影响下发生不同程度的扭转,且约化速度越大,其影响程度越强,拖曳力对自由悬挂分段式柔性立管横向振动响应的影响不容忽视;立管中下部位置在涡激振动作用下呈现明显的模态竞争现象,低约化速度下,不同于常规边界条件（两端铰接或两端固支）下柔性立管涡激振动两方向主导频率呈双倍关系,出现两方向主导频率一致现象;立管横向位移振幅变化趋势与顺流向相反,顺流向模态转换区间滞后于横向,导致未在同一约化速度区间内发生模态转换。