基于ANSYS Workbench对高速立式车床底座的模态分析

高速立式车床的底座是对高速旋转的工作台起支撑作用的关键零部件.在机床工作时,主轴带动工作台高速旋转,底座在整个过程中处在动态、交变载荷的作用下.文中采用SolidWorks对某型号的高速立式车床底座进行建模,并将其导入到有限元软件ANSYS Workbench中进行模态分析,获得前6阶固有频率和对应的振型,以便对其进行优化设计,在工作过程中避开固有频率,避免产生共振.     

高速受电弓整体结构特性分析

受电弓整体结构分析对于改进受电弓的设计,提高受电弓的性能,具有重要意义。为保证良好的受流质量,新型高速受电弓大量采用轻型合金材料制作,这可能导致机械强度和刚度的不足。在满足强度与刚度的前提下,最大限度减小受电弓归算质量,以改善弓—网动态性能是受电弓设计的关键问题。文中结合受电弓的开发过程,建立三维仿真模型,利用有限元计算软件Ansys,进行受电弓的强度和刚度校核以及动力特性分析。研究受电弓动力特性的目的在于优化其结构,以控制其模态频率与模态振型,对受电弓的设计具有指导意义。通过对受电弓有限元分析,进行虚拟设计,首次进行高速受电弓的整体结构特性分析。     

基于ANSYS的行星轮系模态分析方法

由于行星轮系结构复杂,为了在ANSYS中所建立的有限元模型具有通用性,利用AP-DL语言建立了行星轮系的参数化模型。在参数文件中输入所必须的参数,即可建立行星轮系的有限元模型,利用子空间法对其进行动力学模态分析,得到其固有频率以及对应的模态振型。对计算结果进行固有频率和振型的分析,进而得到固有频率的分布状态以及对应的振型,在设计行星轮系的过程中避开这些区域,避免产生共振,从而达到提高齿轮系统品质的目标。     

空调室外机机壳模态仿真与试验研究

针对某款空调室外机机壳振动噪声大的问题,采用模态分析的研究方法对空调室外机机壳进行结构优化设计。对空调室外机机壳整体进行了不同方案的模态分析,获得整机机壳的前十阶固有频率与振型,将其与锤击法试验所测整机机壳模态结果进行了对比,结果表明：采用顶板无螺栓侧不添加约束条件的模拟方法获得的整机机壳模态更符合试验测试结果,两者误差在3%以内。在此基础上,分别对机壳各结构件进行了模态分析,获得了每一结构件的前3阶固有频率与振型,并对底板、支架关键部件提出了优化方案。通过对室外机机壳减小底板的筋的面积以及增加筋的数量优化钣金件结构,可调整整体结构的固有频率,避开压缩机工作频率以及共振现象产生,有效地改善了振动噪声大的问题。     

12.5MN双柱下拉式快锻液压机整机模态分析

快锻液压机整机的固有频率及其振型同振动现象的发生有着密切的关系,通过运用有限元软件Abaqus对12.5MN双柱下拉式快锻液压机整机进行了模态分析,获得了整机前四阶的固有频率和其相应振型。分析了快锻压机框架处于不同行程时的整机各阶振型的形式。研究结果表明该快锻液压机整机的最低固有频率远离于工作时的最高频率,设备工作时不会发生共振现象。整机模态振型随着下拉框架位置的不同呈现多样性,研究结果对快锻液压机结构优化设计有一定借鉴意义。     

高速永磁无刷电机转子模态分析与试验研究

在高速永磁无刷电机转子设计中,为了提升电机运行的稳定性,避免转子高速失稳所引起的振动和设备损坏,通过NX软件建立了转子几何模型,导入转子动力学分析软件SAMCEF ROTOR进行求解,获得了高速永磁无刷电机转子的固有频率与振型图;通过试验模态分析实测其固有频率与振型,两者数据作比较,结果吻合。验证了动力学模型的正确性,了解了高速永磁无刷电机转子的低阶振动特性,为高速永磁无刷电机的转子设计与优化提供了有效手段和方法参考。     

基于模态试验技术的机床动态特性研究

对HMC 630rp卧式加工中心进行了试验模态分析,获得了其低阶固有频率和振型。通过对整机各阶模态振型的分析,找到了加工中心结构的薄弱环节并提出了修改建议,从而为结构的优化设计指出了方向。     

TBM盘形滚刀系统的有限元模态分析与试验

盘形滚刀是硬岩隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)的主要掘进工具,在工作过程中承受强冲击、交变载荷的作用,其动态性能的优劣对TBM的工作性能起着至关重要的作用。为了了解盘形滚刀工作过程中的动态特性,利用有限元分析软件ABAQUS建立盘形滚刀的三维有限元模型,并对其进行模态分析。通过设置不同的边界条件以及轴承的支撑刚度,得到不同工况下盘形滚刀系统各阶固有频率和振型。结果表明,轴承的支撑刚度对低阶固有频率起决定作用,边界条件的改变对各阶固有频率和振型均有影响。利用LMS模态测试系统对盘形滚刀进行自由边界条件下的锤击法模态试验,验证了有限元模态分析结果的正确性。     

龙门立式加工中心模态分析

针对立式加工中心的特点,设计开发了具有龙门结构的三轴立式加工中心,并提出其扩展为四轴加工中心和五轴加工中心的实施方案。利用有限元的方法,进行了龙门立式加工中心的模态分析,计算了各阶模态和振型。采用力锤对机床样机进行模态试验,测得各阶固有频率和振型等模态参数。采用有限元分析计算和试验测试的方法获得的机床基本振型大致相同,固有频率结果一致性良好,床身及立柱稳定,薄弱点为主轴箱与X轴滑板的连接处。     

船式拖拉机船壳的试验模态研究

针对船式拖拉机样机在试验过程中出现中间轴已疲劳破坏和轴承损坏的现象,拟采用多点激励模态分析方法对其船壳动力学特征参数进行测试。试验研究中采用输出噪声估计模型获得频响函数,利用频域多参考点模态参数辨识方法进行模态参数识别,获得100 Hz以内系统的前7阶固有频率及前三阶模态振型。试验结果表明,船式拖拉机船壳存在较低的一阶固有频率,并且在发动机启动过程中由于变速箱的转动频率和发动机的振动频率分别与船式拖拉机船壳的一、二阶固有模态频率吻合,系统容易引起共振。研究结果为解决中间轴疲劳破坏问题指明了方向,为船壳设计和结构优化提供了理论依据。     

基于ANSYS的机床电主轴动态性能分析

阐述了影响高速电主轴抗振能力的固有特性、动力响应和动力稳定性动力学特性。以高速、大功率的铣削加工中心电主轴为研究对象,采用ANSYS有限元软件对电主轴进行模态分析,研究电主轴的振型、固有频率和临界转速,获得电主轴各阶频率和振型,指出主轴远离抗振性的频率要求以及前支承的刚度和阻尼对主轴系统的振动的影响。通过模态分析为进一步的动力学分析提供必要的依据。     

基于有限元法的列车空调箱体模态分析

由于空调箱体在随列车运行过程中需承受大量振动载荷,容易对空调箱体结构产生破坏,降低使用寿命,所以需对空调箱体进行模态分析。通过模态分析可以得到空调箱体的固有频率和模态振型。通过固有频率的计算可以得到空调箱体在随列车运行过程中自身固定的频率。通过模态振型能够得到空调箱体结构的整体刚度特征,预先发现结构的刚度薄弱区,为结构方案优化设计提供一定的参考价值。     

行星齿轮增速器高速内齿圈模态分析

建立了行星齿轮增速器高速内齿圈的Solid Works模型,利用ANSYS Workbench软件对增速器中高速内齿圈模型进行模态分析,得出固有频率和振型。由计算结果看出,该模型在传动中会产生共振。通过改进设计,再次分析,找出能避免共振且满足要求的设计,并进行试验验证。     

矩形薄板通透开裂缝对固有频率和模态的影响分析

针对四边固支矩形板薄受到通透开裂影响,引起模态中固有频率和模态振型变化的问题,对两种开裂位置中不同开裂长度进行了研究。首先,应用ANSYS软件建立有限元模型;然后,对开裂裂缝平行于薄板短边且位于板中心(对称开裂)和不位于板中心(不对称开裂)的各25种裂缝长度进行了仿真计算,获得了薄板的固有频率和模态振型。分析结果表明,裂缝的长度和位置影响矩形薄板的固有频率和振型;开裂的缝长和开裂中心位于节线上或者附近是产生模态交叉的两个重要因素,可为板结构开裂的检测提供依据。     

“工”字型气体静压主轴的动力学特性研究

针对小孔节流静压气体径向轴承支撑的两种不同结构的"工"字型气体静压主轴的固有频率及振型等动力学特性,采用CFX软件对小孔节流静压气体径向轴承进行刚度的仿真计算,应用Ansys Workbench对单盘、双盘"工"字型主轴进行自由模态和约束模态分析,得到两种主轴各阶的固有频率以及振型。利用锤击法实验模态分析系统对双盘"工"字型主轴进行约束模态实验测试,并将实验结果与仿真结果进行分析对比。结果表明,主轴上的集中质量、不同的阶梯结构以及影响主轴的低阶模态与高阶模态的因素不同等方面对主轴的固有频率及振型等动力学特性产生影响,以及误差的存在,使双盘"工"字型主轴的实验模态值低于有限元仿真的模态值。     

高速电梯系统动态固有特性研究

以东南电梯股份有限公司研发的高速曳引电梯系统为研究对象,通过采用Lagrange方程推导出电梯机械系统7自由度动力学微分方程组,根据高速曳引电梯实际运行工况,对时变电梯系统进行模态分析,得到了电梯系统的各阶固有频率和模态振型。对模态分析结果进行分析,发现了固有频率和模态振型随运行时间的变化规律,并给出了提高高速曳引电梯系统舒适性和安全性的建议。研究内容对高速电梯系统动态设计、故障诊断和安全经济运行提供一定的参考价值。     

高速磁悬浮磨削主轴的试验模态分析

高速磁悬浮磨削主轴在工作转速范围内发生了较大的振动,为此采用试验模态分析法对其进行振动研究,得到高速磁悬浮磨削主轴的固有频率和振型,结合试验模态分析的结果与控制参数的调整,最终找到了振动的原因,提出了一种改善磁悬浮转子系统动力学特性的方法.研究内容对高速磁悬浮磨削主轴的结构设计和控制设计具有一定的实际意义.     

基于ANSYS的高速永磁电机转子模态分析

为避免某款高速永磁电机的转子在运行时与外界响应产生共振,运用有限元分析方法、ANSYS软件对高速转子进行了模态分析和仿真,获得了该转子的8阶固有频率、振型和坎贝尔图。研究结果表明:该转子的额定转速(60 000 r/min)远低于其临界转速,不会出现共振现象。研究结果可以为相似高速转轴的设计提供理论基础。     

高速电主轴的试验模态分析

基于模态分析理论,采用单输入/多输出识别法(SIMO)对高速电主轴进行了自由模态试验,介绍了试验方法,得到了所有测点的频响数据.将全部频响数据作集总频响函数,并与相干函数结合分析试验结果,提取了该电主轴的模态参数(固有频率、阻尼和振型),研究了其固有特性.试验结果表明电主轴的基频低于其1阶固有频率,符合电主轴正常工作的基本要求,并用MAC值验证了模态试验的正确性.     

振动筛试验模型和原型相似试验研究

通过对27 m2大型直线振动筛及缩比为1:10的相似试验模型筛的试验模态分析,得到其幅频特性曲线并提取其中6阶固有频率,测试分析出其模态振型.根据相似理论,通过对原型筛与相似试验模型筛的固有频率对比,得出二者固有频率的相对误差小于8.62%.通过对原型筛及其相似试验模型筛的振型分析对比,发现二者各阶振型基本一致.结果表明,用模态分析法可以直观有效地得到直线振动筛的固有特性参数,为提高直线振动筛的使用寿命和可靠性以及结构优化设计提供了理论依据,证实了利用缩小比例的相似试验模型筛进行试验模态分析的有效性,验证了相似模型与原型的试验数据的一致性和可靠性.从而可知振动筛试验模型可以近似代替原型样机进行试验模态分析,对相似模型试验研究提供了参考.