基于模块化设计降低柴油机振动的开发与研究

为了提升某柴油机的整机振动性能,文中基于模块化设计的方法对柴油机飞轮壳结构进行优化设计,将组合式结构改为一体式结构,并对优化前后的两种结构进行了有限元分析和多体动力学分析。在有限元分析中,通过对比计算和试验的自由模态验证有限元模型的准确性。在多体动力学分析中,通过对比计算和试验的表面振动加速度验证多体动力学模型的准确性。结果证明,模块化设计的方法有效降低了整机振动,飞轮壳顶部测点的振动加速度降低了53.3%,整机振动烈度降低了14.0%。     

燃料电池车副车架结构强度与模态分析

某新改型设计的燃料电池车在原型车的基础上做了很大改进,副车架进行了全新的设计.并运用有限元分析软件Hyperworks对副车架进行了有限元建模,分析了副车架结构强度,计算了副车架的模态;强化振动试验验证有限元分析结果,反映了整车可能存在的问题.从理论和实践上为结构的进一步改进提供了有力依据.     

某型光电转塔的模态分析及结构改进

某型转塔在进行随机振动试验时,在PSD谱线第一个窄带附近,出现较大振动响应,影响产品性能及结构安全。运用有限元软件对转塔的模态进行了仿真计算,提出了不同的结构改进方案,并对比了整机模态频率和加速度响应的变化。基于仿真结果,确定了最优的结构改进设计。     

某导引头电子模块力学特性分析

小型化、精密化、功能集成化是当今导引头结构设计的三大发展趋势,在丰富了设计思路的同时也对导引头的环境适应性提出了更为严苛的要求,对导引头电子模块进行力学分析可以校核验证弹载加速、冲击、随机振动环境下结构的可靠性。文中基于有限元分析的方法对某导引头电子模块进行加速度、模态分析、正弦及随机振动和冲击分析,提取结构对于不同载荷的力学响应,通过变形、加速度响应和应力云图分析数据,验证结构的刚强度,并对结构改进提出针对性意见。仿真结果表明,该电子模块在较严苛的环境条件下满足结构刚强度要求,设计安全可靠。最后进行环境条件最为苛刻的冲击试验,通过试验结果与仿真结果的对比,证明有限元分析的精确性和有效性。     

玻璃钢天线弯曲破坏分析与改进

某玻璃钢天线的载荷条件发生了较大改变,文中对其进行了弯曲破坏分析及设计改进.利用ANSYS完成静载荷计算,使用Tsai-Wu强度准则进行强度校核,计算发现在60%的极限载荷下天线根部会出现破坏现象,静力试验验证了仿真的准确性.根据有限元分析结果对结构进行了改进,应力较大的底座使用钛合金材料制作,底座和蒙皮之间采用螺钉连接,改进后的天线顺利通过了试验考核.在设计阶段进行有限元分析可提前发现问题,节省研制时间,降低后续试验的风险.     

某轿车座椅动态冲击安全性分析及改进

针对某轿车座椅在动态冲击台架试验中出现结构断裂的现象,建立了该座椅的几何模型和有限元模型.基于该数字模型,结合理论分析和仿真分析,找出了在试验中出现失效问题的原因,并对其进行了改进设计,结果证明改进方法准确有效,并满足了试验要求.     

重型柴油机EGR支架的轻量化改进研究

针对某重型柴机EGR整体模态低、局部应力大等问题,对重型柴油机EGR支架进行了有限元分析和轻量化改进。利用ANSA软件,对某重型柴油机EGR冷却器、支架及卡箍等进行了网格划分;利用ABAQUS软件,对EGR前五阶模态和XYZ三向高加速度下的支架应力进行了有限元分析;基于压铸铝合金抗拉强度要求以及设计需求,提出了去除支架底板冗余部分、调整加强筯位置、增加螺栓孔凸台、减薄支架侧板和加厚支架底板等轻量化改进措施,并利用有限元分析和试验的方法研究了轻量改进效果。研究结果表明:基于有限元分析进行的EGR支架轻量化改进效果明显,较原方案质量下降35.5%,EGR整体模态上升43%,高加速度下的最大应力下降62%,说明基于有限元分析的轻量化改进是可行的,能为汽车零部件轻量化研究提供参考。     

基于灵敏度分析的刀形天线有限元模型修正

准确可靠的有限元模型是结构动态特性分析、设计改进的基础,文中利用模态试验得到的模态参数对某刀形天线进行有限元模型修正.首先建立天线结构的参数化模型,然后通过灵敏度分析选择合适的设计参数作为后续优化对象,利用计算与试验的模态频率之间的相对误差构造加权的优化目标函数,最后应用1阶优化方法修正结构的有限元模型.修正后有限元模型的模态频率最大相对误差降低至10%以内,模态置信度(MAC)均大于0.8.该修正模型可用于后续的动力学分析.     

某柴油机油底壳振动分析与优化研究

针对某柴油机油底壳振动过大的问题,通过仿真分析与试验测试相结合的强迫振动分析方法,以降低油底壳在工作过程中的振动加速度值。首先进行了整机模态测试、整机有限元模态计算及上述两者的标定,分析后得到了可靠的油底壳仿真模型;其次在柴油机最大扭矩工况下对油底壳进行了有限元强迫振动分析,并完成了振动加速度仿真结果与测试结果的标定分析;最后由仿真结果得到了油底壳底部振动加速度较大的位置,并对其进行了针对性优化分析。研究结果表明:在控制成本的前提下,通过增加油底壳边缘的厚度和某位置的加筋,提高了油底壳的结构刚度,使优化后的油底壳后端最大Y向振动加速度从85.0 m/s~2减少到75.3 m/s~2,降幅达到12.8%,有效地降低了柴油机工作时油底壳的振动。     

汽车转向桥弯曲疲劳强度研究

提出了疲劳破坏是汽车转向桥实际工作中主要存在的一个问题，对某型客车转向桥进行了结构的改进设计，并建立了其有限元分析模型，使用通用有限元分析软件ANSYS进行了静力及疲劳强度计算，在自行研制的液压激振试验台上进行了试验验证。有限元分析及试验结果均表明，改进后的转向桥疲劳强度能满足使用要求。     

某星载雷达电子设备的刚强度有限元分析

星载电子设备是卫星雷达的重要部件,其结构刚度与强度直接关系到卫星雷达的性能。为保证某星载电子设备在严酷的力学环境下不失效及不被破坏,文中采用通用大型有限元分析软件ABAQUS建立其力学仿真模型,进行了模态分析和加速度过载、正弦振动及随机振动等工况下的力学分析,得到了结构的固有频率和振型以及各工况下相应的结构强度、刚度响应和安全裕度数据。结果表明,该电子设备的结构设计满足星载环境设计要求。该仿真分析对星载电子设备的结构设计有着重要的意义。     

对地观测微小卫星主承力结构的优化设计与试验

为降低对地观测小卫星单机安装点加速度响应均方根值,提出了一种使加速度响应均方根值最小化的微小卫星主承力结构拓扑优化方法。首先对整星方案进行了有限元分析,分析显示整星Z向某些单机安装点的随机振动加速度响应均方根值过大。对系统进行了灵敏度分析,确定了卫星主承力结构底板是影响随机振动加速度响应均方根值大小的关键因素。以卫星单机安装点的加速度响应均方根值为目标函数,以体积作为优化的约束条件,应用连续体结构拓扑优化思想对卫星有限元模型进行拓扑优化设计,得到了一种单机安装点加速度响应均方根值满足指标要求的卫星主承力结构。最后,通过有限元分析与振动试验,证明了本文所设计的小卫星主承力结构力学性能参数均满足设计要求,其中整星的星敏感器、蓄电池、电源控制器等关键器件安装点的加速度响应均方根值相比优化前分别降低了23.3%、10.6%、11.3%,得到的结果验证了本文优化方法的有效性。     

振动仿真分析网络交换设备加固设计

对网络交换设备进行了二次加固减振设计,同时利用ANSYS仿真分析对产品进行减振辅助设计,以缩短产品开发周期,降低设计成本。通过对网络交换设备进行合理简化,建立了其有限元网格模型。利用ANSYS对网络交换设备进行振动冲击有限元计算,分别获取了网络交换模块印制板在冲击振动下的应力及位移响应曲线。通过ANSYS有限元分析的后处理功能,得到隔振器的最大伸长量以及各部件最大位移量和最大等效应力值。结果表明,隔振器的伸长量在额定范围之内,设备结构的最大等效应力与材料的屈服强度还相差甚远,结构没有产生塑性变形,验证了结构设计的合理性。为网络交换设备的抗振动冲击设计提供了一定的理论参考依据。     

某星载组件的结构动态特性分析

星载电子设备的动态特性对于整个系统的可靠性和安全性至关重要。文中以某星载组件为研究对象,采用ABAQUS 建立了某星载设备的完整有限元模型,并进行了模态分析。根据结构固有动态特性,分析了该 结构在加速度过载、正弦振动、随机振动和充压等载荷作用下的结构响应,获取了相应的结构变形和应力分 布。分析结果表明,该组件的结构设计满足星载力学环境的设计要求,为组件的结构设计提供了可靠的依据。     

机械抖动激光陀螺的随机振动响应分析

对机抖激光陀螺进行了随机振动响应分析,以考察其承受动力学环境的能力。介绍了基础激励下结构随机振动响应的分析方法,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的有限元模型并进行了模态分析,与试验结果对比表明,计算误差＜7%,验证了模型的合理性和精确性。对机抖激光陀螺的轴向和横向随机振动激励进行了有限元计算,对轴向激励下随机振动的试验结果和有限元分析结果进行了对比,通过分析对结构加速度响应的功率谱密度等统计量,研究了随机振动试验中机抖激光陀螺结构的随机响应,指出了现有结构设计的薄弱环节,提出了改进意见,为机抖激光陀螺的研发和设计提供了参考依据。     

卫星随机试验的振动响应分析

介绍基础激励下结构随机振动响应的分析方法,并对某配重卫星轴向和横向的窄带随机激励进行有限元计算。通过对此卫星结构加速度响应的均方根值、累积均方值和功率谱密度等统计量的分析,研究随机振动试验中卫星结构的随机响应,以此考察卫星承受此种动力学环境的能力,为卫星上仪器设备的减振方案设计和提高卫星发射的可靠性提供参考。     

负载口独立控制系统主被动加载试验台振动特性分析

主被动加载试验台是对负载口独立控制系统进行主动和被动控制性能试验测试的关键设备。为了分析试验台加载过程中加载力对试验台的振动特性的影响,采用有限元网格划分软件Hypermesh对试验台整机进行了网格划分,定义了材料属性,并通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对主被动加载试验台分别进行了静力学分析、模态分析、位移谐响应分析和加速度谐响应分析。仿真结果表明:从试验台的振动过程中的固有频率变化、振幅变化、位移响应分布、加速度响应分布、振动传动路径等可知,主被动试验台在加载试验中,将加载力的频率控制在35 Hz以内,可以避免由于加载而产生的试验台共振现象。     

星载设备冲击谱分析及改进设计

星载设备遭受的冲击振动环境恶劣,其结构和元器件极易出现由于过大的冲击而导致的结构破坏、功能失效等动力学问题。为了减小星载设备过大的冲击振动响应,提高其抗冲击安全性,本文基于结构有限元方法建立了某星载设备的结构动力学模型,运用大质量法进行了模态分析和冲击谱分析;基于模态分析和冲击谱分析的结果对结构的薄弱环节进行了改进设计。分析结果表明,结构改进设计后,以结构增重仅1.03%的微小代价使结构基频提高了14.7%,最大Mises应力响应降低了8.73%,满足了结构强度的要求,验证了修改方法的可行性。     

某机载雷达电子设备随机振动分析

机载电子设备经受的振动环境异常复杂,对电子设备进行随机振动分析可以验证机载振动环境下结构的可靠性.文中首先采用有限元法对某机载雷达电子设备进行了模态分析,确定了结构的振动特性;然后进行了随机振动分析,得到了电子设备结构的应力和变形云图;最后根据分析结果对结构的刚强度进行了校核.结果表明,该电子设备的刚强度满足设计要求,达到了验证结构可靠性的目的.