空间遥感器支撑桁架的模态计算与试验

为保证空间遥感器成功发射,采用有限元法计算了主要承受动力学载荷支撑桁架的模态特性,用锤击法对支撑桁架实物进行了模态测试。对计算结果与试验结果的模态频率进行了对比,用视觉比较、模态置信准则等方法进行了模态振型相关性分析。结果表明,桁架结构的一阶频率为154 Hz,满足了一阶频率＞140 Hz的设计要求;桁架结构的有限元模型平均频率计算误差＜10%,局部存在与试验结果相关性＜0.5的振型,需要进一步的修正,才能满足后续工程的应用要求。     

桁架结构有限元及试验模态分析

在ABAQUS软件中分别用梁单元和壳单元建立了桁架有限元模型,并利用有限元模态分析得到其低阶固有频率和振型。同时采用锤激法对中间节臂架进行了试验模态分析,利用LMS PolyMAX分析方法对试验结果进行了处理,并与有限元模态分析结果比较。结果表明:两种简化模型的有限元模态分析与试验结果相吻合,频率误差均在10%以内,验证了有限元模型的正确性和可靠性,确保了臂架系统有限元分析的准确性。     

车载式修井机桁架结构优化及模态分析

为了提高车载式修井机作业设备的强度与工作效率,以辽河油田的工作情况为基础,以车载式修井机作业设备中的桁架作为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对桁架进行建模,并对桁架进行静力学分析,得出其应力与位移的变化;对桁架的结构进行优化,将新结构的应力、位移变化云图与优化前的进行对比,结果表明新结构的安全系数明显增大。最后对桁架进行模态分析,得到桁架的振动频率与主振型,为安全使用桁架提供依据。     

基于模态函数的谐波轴承载荷分布计算

本文推导了一种基于模态函数的谐波轴承载荷理论计算方法。该算法计算精度高，能应用于不同类型凸轮廓线的谐波轴承载荷分布计算。计算结果与现有的实验方法测定值相吻合。     

钢结构辅助支撑的模态获取与分析

大尺度钢结构辅助支撑模态获取手段复杂,为此提出了一种简易的模态获取方法。首先以一钢结构的小尺寸辅助支撑为对象,建立了不同约束下的仿真模型,获取其模态;然后对其进行试验模态分析及扫频试验,通过分析试验结果,验证并修正了该结构的仿真模型,论证了该结构模态分析数值仿真建模和边界简化方法的可靠性;最后,基于该数值仿真方法,完成了一轨道车辆门的大尺度钢结构辅助支撑的模态获取与分析。     

反射镜柔性支撑结构的模态参数分析

为解决全面、准确地检测反射镜柔性支撑结构的柔度参数的问题,将参数辨识技术应用到柔度测试领域中。开展了在频域中基于模态参数辨识理论分析柔性支撑结构柔度参数的分析。首先,对于串联弹簧-质量-阻尼系统的传递函数及其性质进行了推导,建立了一种对于串联模型端部子系统参数进行辨识的方法;然后,利用计算机进行了数值仿真,以验证上述理论推导的准确性;最后,针对某小型反射镜的柔性支撑结构Bipod进行了实验验证。实验结果表明,该测试方法与传统的测量方法相比误差小于5%,证明了该方法的可行性,对其他柔性部件的检测分析都有较好的指导意义。     

U形波纹管复合载荷与模态分析

利用有限元方法对连接用金属波纹管建模,分别进行了轴向载荷及复合载荷下的变形计算,分别得到了波纹管在复杂载荷下的变形量和应力。同时进行模态分析,得到前6阶固有频率和振型。计算结果表明,波纹管波谷处的应力较大,且波谷处的应力值大于波峰处的应力值,波纹管的低阶振型是自由端的横向振动,对波纹管的安全性影响不大。第10阶振型是轴向拉伸和扭转的叠加,易导致其断裂失效。     

基于有限元的船舶导热油锅炉底座支撑平台模态计算分析

本文针对船舶导热油锅炉底座支撑平台这种钢结构,运用AUTO-CAD与ANSYS相结合的方法,建立了精确地钢架整体有限元模型,使用有限元软件ANSYS对导热油锅炉底座支撑平台整体钢架进行模态计算分析。计算结果表明,所设计的船舶导热油锅炉底座支撑平台钢架满足设计要求,研究结果可为大型特种钢架的模态分析提供依据和参考。     

基于弹簧支撑的压缩机机体模态测试与仿真分析研究

利用有限元法对压缩机机体的结构模态进行仿真分析,得到了结构的固有频率和振型。而后,以螺旋弹簧支撑被测结构,利用LMS Test.Lab软件对其进行模态测试分析。经验证,计算仿真结果与试验结果有较好的吻合性,验证了仿真分析模型的准确性,也为压缩机频率响应分析提供了可靠的有限元模型,证明了基于螺旋支撑的模态测试方法合理可行。     

基于在轨更换的光学载荷定位机构研究

为了实现空间望远镜大型光学载荷的在轨更换,设计了一种能够实现在轨快速拆装的定位机构,并针对其核心问题即在轨重复定位精度进行了研究。首先,选定了一种能够避免热应力的运动学定位方式。在此基础上设计了定位机构,并根据刚体的微小角位移是矢量并符合矢量合成法则的原则,利用角位移矢量合成的方法推导出了光学载荷的转角数学模型;然后,设计杆系结构模拟了光学载荷及其框架,同时为了模拟光学载荷在轨拆装的微重力环境,利用微重力模拟的常用方法悬吊法设计了悬吊装置,以实现光学载荷模块的重力卸载;最后,搭建了试验检测环境,对光学载荷模块进行重复拆装试验,利用经纬仪及数显千分表进行检测,并处理试验结果得到了重复定位误差值。结果表明,光学载荷模块的重复安装转角误差最大为±28.8″,平移误差最大为±0.057mm。本文研究能够为在轨可更换载荷定位机构的设计提供参考,具有理论意义和应用价值。     

装配式钢桁架桥振动模态分析与试验研究

桥梁结构的动力学特性是其结构分析与优化设计的基础,以某型装配式钢桁架桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立了该桥的三维空间有限元分析模型,并采用分块兰索斯法对其进行了模态分析,得到了桥梁的10阶固有频率和振型,而后基于环境激励的工作模态试验方法开展试验研究,通过试验数据的对比,验证了该分析方法的可靠性,为该型钢桁架桥的动力特性分析提供了直接的数据支持。     

光学反射镜及其支撑结构设计与分析

空间遥感器光学反射镜支撑连接结构的高刚度和良好的热尺寸稳定性是保证其成像的关键因素,文中针对某空间光学遥感器反射镜及其支撑结构进行了静力学和热弹性分析,镜面变形云图显示反射镜面形精度在力学工况下满足成像要求,而热环境工况下显著超差,遥感器不能正常成像,因此对反射镜支撑结构进行改进,增加了柔性结构。通过有限元分析结果表明,在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度均满足成像质量要求,说明了结构的合理性。     

星载柔性可展桁架结构的模态试验与分析

对于基频小于2Hz的小卫星柔性可展结构,因为普通的锤击测试法只能激发出柔性结构的局部模态,很难激发出整体模态。针对文中描述的小卫星柔性可展桁架结构,提出一种新颖的模态测试方法:采用绳索-柔性弹簧的重力卸载系统消除重力对模态的影响。利用绳索在19个花盘处同时进行重力卸载,并在吊索中部安装柔性弹簧避免对花盘产生附加刚度;将柔性可展结构分别置于水平、竖直两个方向进行模态试验,采用超低频激振系统进行激励,并利用激光位移传感器采集试验数据,提高了试验结果的准确性。试验结果表明:竖直悬吊方式更为准确,并将试验数据与有限元分析结果对比分析,结果显示两者较为接近,从而验证了试验方法的准确性。     

光学成像仪箱体的结构模态影响因素分析

机械结构的模态是其最本质的力学特征,是结构设计重要的参考量。影响模态结果的因素很多,各种因素的影响又不是孤立的,而是相互联系相互制约的。通过对运动方程的研究,简化模态参数的产生过程,使用简单的运动学方程揭示模态的本质,并以此为基础,得出影响模态的两个主要因素。结合实际工程中的结构体有限元模型,通过模型的仿真结果,分析了这两个主要因素影响的过程,并通过仿真分析对其验证。结果对结构设计具有指导意义,并且对大幅提高设计效率有一定的参考价值。     

基于加速模态差值法的桁架结构早期损伤识别研究

针对起重机械的桁架结构,分析了损伤的严重后果,提出了用加速模态差值法识别早期损伤.首先建立有限元模型,随机选取一根杆件,通过降低其刚度来模拟早期损伤;然后对未损桁架和损伤桁架分别进行模态分析,并提取两者的模态振型数据,通过计算机处理得到损伤前后的加速模态振型,然后进行对比分析,找出加速模态振型变化最大的节点,即为损伤节点,进而找到损伤杆件.实例分析表明,提出的方法合理可行.     

基于模态综合技术的连杆模态分析

本文对连杆组合结构进行了子结构划分,然后利用ANSYS中模态综合技术对子结构模态进行综合,最后通过与实验值对比,说明了本文方法的可行性,从而为类似复杂装配结构的动态特性分析提供了一种可行的思路。     

基于CAE分析的桁架优化设计

在结构零部件设计中,减轻结构重量、提高可靠性、降低制造成本已经成为产品设计过程中的重要设计主题。以拱桥加固中的桁架为研究对象,利用CAE技术分析桁架在各个工况下的应力、变形及其分布规律,根据分析结果提出满足结构刚度、强度要求的较优结构。     

基于ANSYS的桁架内力分析

利用ANSYS软件中的杆系结构静力分析功能,采用ANSYS的APDL语言完成了平面简单桁架的内力分析计算．其方法可用于解决其他类型桁架问题。     

基于CAE分析的桁架优化设计

在结构零部件设计中,减轻结构重量、提高可靠性、降低制造成本已经成为产品设计过程中的重要设计主题.以拱桥加固中的桁架为研究对象,利用CAE技术分析桁架在各个工况下的应力、变形及其分布规律,根据分析结果提出满足结构刚度、强度要求的较优结构.     

大型空间柔性桁架结构模态实验研究

提出杆系结构的内力脉冲激振法,克服了宽带随机激振法能量分散不易激起各阶模态以及正弦激励慢的缺点,并用半正弦冲击波形完成了大型空间柔性桁架结构的模态实验,得到了系统的固有频率和模态振型。实验结果与理论计算结果非常吻合,验证了理论计算方法的正确性。实验结果表明采用内力脉冲激振的方法能够有效地激起结构的固有频率。实验所得振动参数可为下一步空间柔性桁架结构振动主动控制提供直接依据。