海浪冲击对Y形输液管道流固耦合振动的影响分析

为研究海浪的周期性冲击对深海中输液管道流固耦合振动的影响,采用FEA方法对内、外流体单独作用以及共同作用下Y形管道系统结构分支处的振动特性进行仿真分析。结果表明:海浪的周期性冲击载荷加剧了管道系统分支处内部流体的压力波动、增大了分支处结构振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力;随着内流体压力波动的加剧,管道分支处振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力均先减小到一定值再增大;海浪的冲击频率与内流体压力波动、管道分支处振动的最大位移量与其所承受的最大等效应力,均呈正比例关系。     

生物质环模成型机致密成型过程振动分析

环模成型机作为生物质致密成型的主要设备,成型过程中的剧烈振动问题会影响其工作的稳定性,降低生物质的成型质量。针对环模成型机成型过程中的振动问题,根据实际工况在RecurDyn和EDEM中分别建立环模成型机的动力学仿真模型和离散元模型,通过联合仿真来模拟环模成型机的攫取过程。根据联合仿真结果,得到不同主轴转速下环模所受的挤压力情况,在有限元软件中得到环模的等效应力云图,结果表明：环模所受的最大等效应力为95.930 MPa,发生在环模模孔入口处。以环模所受最大挤压力作为载荷进行环模成型机预应力模态分析及谐响应分析。根据预应力模态分析得知,环模成型机变形主要表现为摆动及扭转。根据谐响应分析得到环模成型机在X、Y和Z方向的振幅-频率曲线,结果表明,在第1阶、第3阶和第5阶固有频率处环模成型机容易产生共振,应避免其在该激励频率附近工作。     

流固耦合下金属波纹管应变及模态分析

以S形金属焊接波纹管为研究对象,针对密封腔流体及预应力耦合激励诱发波纹管振动失效问题,建立了机械密封的耦合模型;对比分析流体和预应力对波纹管模态的影响,得到了波纹管在不同工况下的振型、自振频率和等效应变。结果表明:波纹管模态在外部流场作用下变化较明显,预应力几乎不影响波纹管固有频率;流场压力恒定时,增大转速和预应力,波纹管等效应变减小;随着流体进口压力增大,波纹管的最大等效应变和应力增大。研究结果为机械密封失效机制和波纹管结构优化设计提供了理论依据。     

基于ΔE及阶跃效应的T-D棒位移输出仿真分析

在理论分析弹性柱体纵向振动模态的基础上,利用有限元软件ATILA得到了T-D材料棒在ΔE和阶跃效应及两者共同影响下的一阶纵向振动频率,计算得到了T-D材料棒端面纵向振动位移随线圈激励频率变化的输出曲线。分析讨论了ΔE效应及阶跃效应对T-D材料棒一阶纵向振动模态的影响,发现了线圈激励频率位于T-D材料棒一阶纵向振动固有频率附近时对端面纵向振动幅值的放大作用。为合理选择T-D材料棒的预应力和偏置磁场大小,用以使T-D材料棒在期望频率范围内获得理想输出性能提供了较为准确的依据。     

基于ANSYS Workbench六自由度工业机器人动态特征分析

为了研究一种六自由度工业机器人的动态特征,应用SolidWorks软件建立实体模型,简化模型后基于ANSYS Workbench 环境建立了机器人有限元模型,对机器人进行了模态分析,得到其前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机器人动态载荷的响应情况,对机器人进行了谐响应分析,得到机器人关键部位沿着x、y、z方向在频域的位移谐响应曲线。分析数据表明,机器人的第4阶和第8阶固有频率对其动态性能影响最大。对六自由度工业机器人进行了随机振动响应分析,获得了机器人各节点在随机激励作用下的振动响应情况,分析数据为机器人控制提供了重要的参考依据。     

等应力楼梯压电俘能装置数学建模与实验研究

为了提高楼梯压电俘能装置的发电效率，设计了一种等应力式压电俘能单元结构，建立了等应力式压电俘能单元结构的压电俘能数学模型；搭建了压电俘能性能测试实验平台，对无等应力块和有等应力块的悬臂梁压电俘能装置进行了对比实验测试，实验结果表明：当振动激励条件相同时，有等应力块的等应力压电俘能装置的集电效率高于无等应力块的悬臂梁压电俘能装置；在低频激励条件下，当激励位移不变时，两种装置的俘能超级电容电压均随激励频率的增大而减小；当激励频率不变时，两种装置的俘能超级电容电压随激励位移的增大而增大。     

超声辅助搅拌摩擦焊温度场及残余应力场分析

超声辅助搅拌摩擦焊是一项在搅拌摩擦焊的搅拌头上添加轴向高频振动的新技术. 以6 mm厚7075铝合金材料为研究对象,建立了超声辅助搅拌摩擦焊与普通搅拌摩擦焊接的热源模型,通过ANSYS软件研究了轴向振动对焊接过程温度场以及焊后残余应力的影响规律. 结果表明,轴向振动的添加能够增大热输入量,提高焊接峰值温度且降低焊缝残余应力;在相同转速及焊接速度下,当振动频率一定时,焊接峰值温度和焊后残余应力随着振动幅值的增加而增大;当振动幅值一定时,随着振动频率的增大,焊接峰值温度及焊后残余应力也相应增加.     

基于LMS.Test.Lab的快走丝机床振动测试与分析

为了获得全面的振动特性参数,应用LMS.Test.Lab振动测试系统对典型的快走丝线切割机床DK7735进行试验。分析试验结果可以看出:DK7735丝架在266~288 Hz、347~397 Hz、875~943 Hz频率段内的模态振型对加工质量影响最大,因此应避免机床在运行过程中产生的振动激励落在该范围内;机床下臂前段的阻尼比为0.30左右,结构抗振能力较差,应对此处进行结构优化;DK7735的第1、2阶固有频率集中在160、285 Hz附近,从第3阶开始固有频率的分布就比较分散。     

某轻卡后牌照支架振动疲劳分析与参数优化

为校核某轻卡后牌照支架的振动疲劳性能是否满足设计要求,首先建立后牌照支架有限元模型,对其进行模态性能分析。然后采集其激励端的振动加速度,再基于单位载荷对其进行频率响应分析,获取其x、y和z方向的应力传递函数,再基于功率谱密度函数对其进行振动疲劳分析。基于集成平台并且采用第二代非劣排序遗传算法对其结构参数进行优化分析。结果表明:其前两阶固有频率均高于路面激励频率,满足模态特性要求。疲劳寿命高于目标值,满足疲劳性能要求。优化之后其均符合模态性能和疲劳性能设计要求,并且其质量有所减轻,达到了轻量化的目的,最后其优化方案通过整车道路试验。     

基于灵敏度分析的工业机器人动态优化设计

建立了6自由度工业机器人的有限元模型,通过对该有限元模型进行模态分析和谐响应分析,得到模态参数、振动位移和应力云图,确定了影响工业机器人动态性能的关键模态频率和薄弱环节应力,并以此作为优化目标,对主要结构参数进行灵敏度分析,得到对频率和应力敏感而对质量影响不大的结构参数,从而确定工业机器人动态优化的设计变量。最后,以灵敏度分析得到的结构参数为设计变量进行优化设计,得出了最优方案。分析表明,经过该动态优化方法,工业机器人质量仅增加0.3%,薄弱环节最大等效应力降低了22.8%,一阶固有频率增长了8.5%,保证质量基本不变的前提下,改善工业机器人结构的动态特性和力学性能,为工业机器人动态优化设计提供理论依据。