机匣静叶耦合振动分析的有限元建模方法研究

悬臂静子叶片连同机匣是航空发动机静子系统的典型结构.应用有限元法分析结构周向弯曲振动的模态频率和振型,分别采用实体单元建模、梁壳单元建模、质量单元取代叶片的三种建模方法建立结构的有限元模型.通过对比分析三种有限元模型的计算结果和计算规模,结构的梁壳有限元模型有较好的计算精度并减小计算规模;在分析低阶模态中用质量单元取代叶片的建模方法满足计算精度,有限元的计算规模大为减小.     

变压器建模不同对模态分析的影响

抗震性能是变压器设计中的一个关键指标,而模态分析是一切振动分析的基础。本文在实体单元力学理论的基础上,利用建立的简化模型来模拟变压器油箱和内部器身。用有限元软件分别对带器身和用质量点单元模拟器身两种模型进行了模态仿真计算,并提取了前20阶自振频率,并对计算结果进行了总结和对比分析。     

不同单元建模的桥式起重机箱形梁有限元分析研究

应用ANSYS Workbench有限元分析软件,将桥式起重机箱形主梁划分为实体单元、壳单元和实体壳单元等不同有限元模型,进行3种不同工况下主梁应力和变形的有限元分析。通过分析结果比较,得出应力和变形结果均符合许用要求。实体壳单元与实体单元模型计算结果基本一致;全壳单元模型计算相对误差较大,但单元数量大大减少,计算时间大大缩短。     

蜂窝铝异面压缩变形的有限元分析

考虑蜂窝铝结构细部特征,建立了基于壳单元的有限元模型,利用壳单元模型研究了蜂窝铝的异面压缩特性,验证了蜂窝铝壳单元模型的有效性。利用PAM-CRASH材料库中的41号材料建立蜂窝铝实体有限元模型,由壳单元模型推导计算材料本构关系中的各项参数。对蜂窝铝实体单元模型进行分析,通过将壳单元与实体单元模型进行对比,获得了应力-应变曲线和能量吸收曲线,发现可以利用实体单元模型替代壳单元模型,进行蜂窝铝异面压缩变形的有限元分析。仿真计算结果表明,相较于考虑蜂窝铝结构细部特征的壳单元模型,蜂窝铝实体单元模型计算规模更小,能够大幅缩短计算时间,提高计算效率。     

3D模型与2D壳模型对有限元计算的影响

对几何模型的不同建模方法直接影响到有限元计算的结果精度、计算时间等。基于一般计算机硬件限制,为了提高计算效率,可以尽可能地、合理地简化几何模型。文中对某试验用变压器的油箱和储油柜,分别建立3D实体和2D壳模型,利用有限元分析软件ANSYS Workbench进行地震加速度谱计算,并对以上2种模型的计算结果进行对比,对有限元模型简化方法提出了建议。     

基于Abaqus的体壳单元组合建模研究

在体壳单元组合有限元模型中,由于实体元与壳元的自由度不同,使得转动自由度不连续,计算结果往往与实际偏差很大。 Abaqus中提供了一种多点约束法来实现三维实体元与壳元正确联接,阐述了其原理,并通过实例对两种单元联接参数设置的不同进行结果对比,给出了合理的处理方法,为有限元分析中体壳单元耦合及模型简化提供指导与借鉴。     

基于有限元的变压器模态分析

抗震性能是变压器设计中的一个关键指标,而模态分析是一切振动分析的基础。文中在实体单元力学理论的基础上,利用有限元软件ANSYS协同仿真环境Workbench,针对某试验用变压器模态进行仿真分析,提取了前50阶自振频率,并对计算结果进行了总结,对结构设计提出了建议。     

ANSYS三维实体单元与板壳单元的组合建模研究

在实际中经常会遇到三维连续体和薄壁板壳组成的结构,对其进行有限元分析的合理方案是将其分别离散为三维实体单元与板壳单元进行计算.即使这两种单元在交接处有共用节点,但由于节点自由度的不同而存在转动自由度不连续的问题,导致计算结果与实际偏差很大.ANsYs中约束方程法与MPC法都能够实现三维实体单元与板壳单元正确联结,文中分别说明了其原理与步骤,并结合算例的计算结果对两种方法进行了综合比较,得出了在三维实体单元与板壳单元的组合建模中MPC法可取代约束方程法的结论.     

自卸汽车铝合金车箱结构模态分析

有限元模态分析和试验模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段。为分析自卸汽车铝合金车箱的动态特性,建立了以板壳单元为基本单元的车箱有限元分析模型,应用HyperMesh有限元分析软件计算了该车箱在自由状态下的模态参数。建立了车箱模态试验系统,进行车箱模态试验,提取了模态参数。计算结果与试验结果对比分析表明,所建立的有限元模型和采用的分析方法是可行的。     

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。     

自卸汽车铝合金车箱结构模态分析

有限元模态分析和试验模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段.为分析自卸汽车铝合金车箱的动态特性,建立了以板壳单元为基本单元的车箱有限元分析模型,应用HyperMesh有限元分析软件计算了该车箱在自由状态下的模态参数.建立了车箱模态试验系统,进行车箱模态试验,提取了模态参数.计算结果与试验结果对比分析表明,所建立的有限元模型和采用的分析方法是可行的.     

基于子模型法的大型薄壁结构有限元分析

对于大型薄壁结构的有限元计算,一般采用壳单元。但是大量的实例和标准表明,对于结构交叉部位的应力计算精度较低。为对比计算结果,利用Solid186单元和Shell93单元分别建立旋风轴流器实体和壳有限元模型。由计算结果可知,实体和壳单元在喇叭筒体处的最大应力分别为52.3 MPa和47.3 MPa,其应力误差超过10%,而其他部位的应力误差都在5%以内。为提高计算精度,采用壳到实体子模型技术,与实体模型相比,子模型相应部位应力为53.8 MPa,其应力误差在3%以内。所以,对于分析大型薄壁结构,壳到实体子模型技术能够有效解壳单元计算的准确性,提高计算精度,并能节省计算资源和计算时间。     

堆内构件上支承组件在事故工况下的应力计算

堆内构件上支承组件采用不同的建模方法,分别采用壳单元和梁单元相组合的建模模式、壳单元和壳单元相组合的建模模式、实体单元建模的模式,对堆内构件上支承组件进行了有限元应力计算,比较了不同建模模式下应力计算的各自特点,堆内构件上支承组件实体单元建模模式应力计算结果精确并能满足RCC-M规范应力评定要求,壳单元和梁单元相组合的建模模式、壳单元和壳单元相组合的建模模式应力计算结果保守且应力评定需等效处理其计算结果。堆内构件上支承组件采用整体实体单元全模型建模的计算方法,计算精确且应力评定简单直接,它可应用于其他工况和不同堆芯堆内构件应力计算及其应力评定。     

不同有限元建模方法对工程机械举升系统强度分析影响研究

工程机械的举升系统是其最主要的部件,其中有较多的转动连接部分,用有限元法计算其强度时,不同的建模方法对其强度仿真结果的准确性有较大影响。以某型号叉车的举升系统为研究对象,在相同工况下,对举升系统的主要部件和转动连接部位分别采用实体网格单元与梁单元约束、实体网格单元与耦合单元约束、壳单元与梁单元约束三种方案建立有限元模型。通过Ansys软件进行强度仿真分析,得到不同的强度计算结果,并与第四强度理论理论计算值进行比较。结果表明,在同一个工况下,采用四节点实体网格单元与耦合单元约束建立的有限元模型更加贴近实际工况,相对误差较小,提高了实际仿真工作的效率。     

半挂牵引车车架模态分析

建立了以板壳单元为基本单元的半挂牵引车车架有限元分析模型,应用NASTRAN有限元分析软件对车架进行了模态分析。计算了该车架在自由状态下的模态参数,并分析了其振动特性和对整车性能的影响。计算结果与试验结果对比分析表明,所建立的有限元模型和分析方法是可行的,可为车架结构的进一步改进提供依据。     

半挂牵引车车架模态分析

建立了以板壳单元为基本单元的半挂牵引车车架有限元分析模型，应用NASTRAN有限元分析软件对车架进行了模态分析。计算了该车架在自由状态下的模态参数，并分析了其振动特性和对整车性能的影响。计算结果与试验结果对比分析表明，所建立的有限元模型和分析方法是可行的，可为车架结构的进一步改进提供依据。     

管壳单元和管单元摩托车车架模态分析与实测研究

为了解A150摩托车的动特性参数,分别建立了该车车架的管壳单元和壳单元两种有限元模型并进行了模态分析,得到了该车架小于400Hz的11阶固有频率.采用自行研发的模态试验测试分析系统,对车架的固有频率进行了实测.结果表明:对于管壳单元和管单元两种车架模型,计算固有频率与实测值的平均误差为分别为1.22%和0.89%,均方差分别为8.70%和3.62%,误差值在可接受范围内,说明所建有限元模型的正确性.对比管壳单元模型和管单元模型,前者精度相对较低,运算量小,适合对车架优化的定性分析;后者精度相对较高,适合对车架优化的定量分析.     

梁框三维实体单元与板壳单元的组合建模研究

在Patran全机有限元模型中将梁框的分析部位离散为三维实体单元,其余部分离散为板壳单元,这两种单元采用几种不同的方式连接。在全机有限元模型中施加109种疲劳载荷工况分析计算,提取出梁框分析部位的计算结果组成疲劳应力谱,并将疲劳应力谱转化为R=-1的等效应力谱,采用Miner累积损伤理论估计出分析部位的疲劳寿命,比较不同连接方式对疲劳寿命的影响。结果表明梁框三维实体单元与板壳单元的连接方式不同对各工况的疲劳应力值影响较小,对分析部位的疲劳寿命影响较大。     

航空发动机试验器连接机匣动力学模型的确认方法

提出一种基于参数灵敏度的航空发动机连接机匣动力学模型确认方法.以航空发动机整机试验器机匣系统为研究对象,以实测数据为参考基准,对单个机匣有限元简化模型进行修正与模型确认;基于实体薄层单元建立两段机匣连接结构有限元模型,并对薄层刚度进行模型修正;基于修正后的实体薄层单元建立连接机匣连接结构有限元模型.机匣组件模态测试数据与有限元模型模态仿真数据对比表明:最终确认的机匣组件的有限元模型能够有效地反映实际结构动力学特性.     

不同有限元单元建模下的海上风电导管架基础支撑结构整体模态对比分析研究

针对东南沿海某海上风电项目,分别基于ANSYS有限元软件中的SOLID187实体单元和Shell181壳体单元,建立四桩导管架基础支撑结构ANSYS有限元模态分析模型,并进行模态分析对比,结果表明在项目所在海洋地质条件下,采用实体单元和壳体单元建立支撑结构模型,所得到的模态分析一阶固有频率频率分析结果相差在1％以内,说明在整机质量、刚度分布确定的情况下,采用实体单元和采用壳体单元对整机的一阶频率影响很小,对于海上风电支撑结构整体频率分析具有一定的参考意义.