接头连接刚度对桁架索网结构动力学特性的影响

为研究桁架索网结构中接头连接的不同建模方式对该结构动力学特性的影响,对一个桁架索网结构进行了建模仿真,将模型中杆件与接头的连接分别处理为绑定接触和转动副,并进行了静力分析和模态分析。对两种处理方式下模型的仿真结果进行对比发现,二者静变形和模态振型保持一致,在转动副处理方式下,初始应力随转动副刚度增大而变小,固有频率随转动副刚度增大而变大,且转动副处理方式下模型的固有频率均小于绑定接触处理方式下模型的固有频率。     

塔式起重机金属结构模态分析及其实验测试修正

以某QTZ125型塔式起重机为对象,建立其金属结构的三维有限元模型,进行了固定约束条件下金属结构模态分析,提取了前几阶模态的振型和频率,并通过现场测试进行对比验证.结果表明,该型塔机模态频率计算结果与实际测试相符.塔机因其总体布置原因,固有频率偏低动刚度不足,尤其是侧向动刚度较弱.在设计大风环境及高速运行时应该考虑以扶墙结构加强抗变形能力,从而提高其运行舒适性.     

直线电机式悬架作动器性能分析及参数优化

针对现有悬架作动器输出力小、效率较低、响应速度慢等不足,设计出了一种精度高、输出力大、响应迅速的直线电机式悬架作动器。利用有限元软件Ansoft分析了悬架作动器的电磁场分布情况;结合该有限元模型制作了悬架作动器样机,并对其进行了力学特性试验,验证了模型的正确性;同时,研究了齿槽开口系数大小对作动器性能的影响,获得了作动器输入电压、运行速度、最大拉伸长度与电磁力之间的关系曲线,分析了输入激励对作动器响应特性的影响规律。结果表明:作动器齿槽开口系数应控制在0.25~0.75之间;电磁力随着输入电压的升高而增大,随着运行速度的增加而减小,最大拉伸长度不宜超过35 cm,输入电压的增加会降低作动器响应速度。     

车门静动态特性分析与优化设计

为了获取车门的静动态特性,采用有限元技术创建车门网格模型,释放所有自由度,基于模态特性仿真得到其固有频率,与激励频率不重合,可满足动态特性设计标准。采用力锤激励法对车门进行模态测试,有效验证了仿真的可信度;通过施加相应的载荷和约束,得到其扭转刚度变形和侧向刚度变形均符合设计要求。采用多岛遗传算法对车门厚度进行全局优化,最终达到了重量与性能的最优。     

大型分体式磁轴承电动机系统定子模态分析

准确分析定子固有模态对低振动噪声电机系统优化设计和控制有十分重要的意义。针对大型分体式磁轴承电动机系统,采用有限元仿真方法分析轴向磁轴承定子绕组、径向磁轴承定子叠片结构、机座螺栓连接以及底座附加质量对大型分体式磁轴承电动机系统定子模态的影响。结果表明:轴向轴承定子绕组对定子固有频率影响较大,宜采用质量计入铁心的方式处理;径向轴承定子叠片结构对定子固有频率的影响较小,可按各向同性处理;机座螺栓连接刚度对机座固有频率有一定影响,但当连接刚度远大于机座刚度时,影响较小;底座附加质量对整机模态频率有一定的影响,但对不同振型的固有频率的影响效果相差较大。计算了整机的模态频率,并与振动试验结果进行了对比验证。     

基于ANSYS的某汽车悬架有限元分析

采用某麦弗逊悬架参数,建立悬架系统的三维模型。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对悬架进行了三种工况下的静力学分析,得出悬架的强度和刚度特性,并对悬架有限元模型进行了模态分析,将计算得到的悬架固有频率与汽车受到的其他激励频率进行对比,评价该悬架是否具有避开与车辆其他系统产生共振区域的性能,为今后的悬架设计提供了一定的理论基础。     

基于正交试验的机床结合部动刚度优化配置

机床中结合部分布众多且不同接触条件下其动刚度值不同,优化分析时很难研究每个动刚度值对机床动态性能的影响。针对此类问题,提出一种基于正交试验的机床结合部动刚度优化配置方法。该方法通过模态柔度与弹性能分布理论判定机床的薄弱模态和薄弱结合部,建立以薄弱结合部的动刚度为设计变量,各阶薄弱模态的最小模态柔度为目标的多目标优化模型。为提高优化效率,采用正交试验方法规划试验方案,并在试验结果分析中引入相似优先比法对结合部动刚度进行协同优化配置。以某型立式加工中心为例,采用优化配置方法确定其结合部动刚度的最优配置方案。仿真结果显示该方案下薄弱模态的模态柔度明显降低,整机动态性能提高,验证了该方法的可行性。     

基于模态试验的排气歧管参数修正研究

对某12V柴油机单侧排气歧管进行模态试验得到试验模态参数,使用ABAQUS软件计算排气歧管的自由模态并与试验结果进行对比。首先,分析了排气管在膨胀连接处干涉偏移量设置和接触刚度对固有频率的影响,结果表明膨胀连接处接触刚度对固有频率的影响较为显著;其次,采用局部到整体的策略,通过调整材料属性和接触设置修正排气歧管有限元模型,修正后的有限元模型振型与试验振型一致,固有频率相差小于10%,得到了满足工程计算需求的有限元模型;最后,开展温度和接触刚度双因素下的排气歧管模态分析,确定了排气歧管连接刚度随温度的修正策略。     

机器人手臂的刚柔耦合建模及摆动模态对比

以机器人柔性手臂为对象,基于Jourdain变分建立了刚柔耦合动力学模型;通过假设模态法将物理坐标变换成模态坐标,对动力学方程进行解耦。参考人体参数,利用ADAMS建立了虚拟样机模型,设计了形函数矩阵。在MATLAB中编写了方程求解算法。对比了ADAMS和MATLAB对柔性手臂转角的仿真。针对碳纤维、铝合金、聚乙烯和聚丙烯4种材质手臂仿真重力作用下的摆动运动,绘出了末端横向变形位移和频谱图;量化分析了变形量和模态。结果表明随着弹性模量与密度的比值增大,手臂固有频率增大,横向变形位移减小;碳纤维材质可近似建模为刚体;碳纤维和铝合金适合做手臂机构;聚丙烯材质刚度和柔顺性较好。     

火箭炮定向器模态有限元分析

利用有限元方法对火箭炮定向器的模态进行了静力学仿真分析。分别分析了自由模态下和约束模态下的定向器固有频率。自由模态下的仿真结果为定向器的初期研制和改进提供了理论参考,约束模态下的仿真结果为定向器的实际工作状态提供了参考,防止定向器在工作状态时发生共振。     

立式电机定子模态有限元仿真及试验研究

以某立式电机为原型,建立了电机定子的真实三维实体模型,用有限元方法建立了动力学分析模型.在MSC.Nastran环境下,进行了定子的模态仿真分析,研究了其固有振动特性,得到了定子前6阶固有频率和振型.进行了定子的模态试验,试验数据与仿真分析结果对比表明,两种方法结果接近.研究成果既反映了电机的动力学性能,又为电机的动态特性分析奠定了基础.     

超高速磨削机床主轴系统模态分析

针对液体动静压轴承支撑的超高速磨削主轴系统工作的特殊性,在机床工作过程中,主轴高速旋转,动静压轴承的支撑刚度随转速动态变化.为了解主轴系统工作过程中的动态特性,应用Flunent软件求解液体动静压轴承的动态支撑刚 度,而后在此基础上利用有限元分析软件ANSYS建立超高速磨床主轴系统的三维有限元模型,并对其进行模态分析,得到了各阶固有频率和振型.通过设置不同转速下轴承的支撑刚度,获得主轴系统模态分析结果,并利用图解法求解出主轴系统的临界转速.分析结果表明主轴系统在高速旋转状态下,系统的结构刚度会发生变化,使主轴系统的固有频率改变,并且随着转速提高差异越显著.通过振动试验测试验证仿真分析的可靠性,经分析可知,试验与仿真的误差主要来源于支撑模型的简化.     

运用综合设计法的多功能转子-轴承试验平台设计及实验研究

以大型旋转机械转子系统为研究对象,利用综合设计法设计模拟试验装置。功能优化设计通过编写试验台任务书,确认系统的功能,通过二级模糊评价方法确认总体设计方案。动态优化设计完成基于ANSYS Workbench仿真分析软件对四跨转子系统进行模态分析与谐响应分析,获得前六阶固有频率及振型。研究不同支撑刚度对转子系统临界转速的影响,通过坎贝尔图观察随着转速的升高,转子系统的固有频率的变化情况,还通过谐响应分析得出在不同载荷下转子系统的振幅规律。智能优化设计完成了平行不对中与偏角不对中实验装置的设计,可以精确控制不对中量。试验研究偏角不对中做了不对中量为1°与2°两组试验研究;平行不对中做了不对中量为1 mm与2 mm两组试验研究。系统不仅会有工频还会出现二倍频,随着偏角不对中量的增加二倍频成分也更加明显,幅值会增大;轴心轨迹出现″8″字形与内凹形。出现平行不对中时系统二倍频占主要成分且出现明显的三倍频。     

自驱动关节臂测量机结构设计与仿真分析

为了使自驱动关节臂测量机的结构满足测量和定位精度要求,通过分析自驱动关节臂测量机的工作原理,建立了测量机的运动传递模型,完成了测量和定位误差源分析,在此基础上对关键部件进行设计和选型.对测量机进行了整体结构设计和关节结构设计,得到最优设计方案,在此基础上推算出各个关节的重力矩及惯性矩,完成了各关节模组的选型.建立了测量...     

数控机床动态特性测试与分析研究

应用试验模态分析方法对某型号数控机床进行了模态试验,得到其固有频率、阻尼比、模态振型、动刚度等参数。测试结果表明,主要薄弱环节集中在滑枕、滑板、立柱处。将现代测试手段和模态分析技术相结合,在综合分析实验结果的基础上,提出在滑枕处增加镶条来提高机床动刚度的方法,并用实验验证了改进措施的有效性。     

基于ANSYS的载重货车驱动桥壳的结构强度与模态分析

运用三维CAD软件UG建立了某型载重货车驱动桥壳三维几何模型,将其进行简化并导入ANSYS软件中,建立了有限元模型。运用ANSYS软件对桥壳进行了4种典型工况下的静力分析,得出相应的应力与变形分布图,分析结果表明,桥壳的强度和刚度满足设计要求;利用ANSYS软件对桥壳进行了模态分析,得出了桥壳六阶模态的振型和固有频率,分析结果表明桥壳的结构设计合理。上述静力分析和模态分析的结果可以为新产品的开发和结构优化设计提供重要的参考依据。     

安装中央制动器的变速器后壳改进设计与仿真

为了满足直接安装中央制动器的要求,对原有变速器后壳进行了结构改进设计,并利用有限元法校核了改进后的壳体静力学强度与刚度.通过模态仿真分析,比较了原方案与改进后方案的模态振动特性.分析结果表明,改进后的壳体能承受制动器制动力矩的作用而不会发生损坏,自由模态频率较原方案略有提高,约束模态频率远高于变速器受到的激振频率.该变速器后壳具有良好的静态、动态特性,满足实际使用需求.     

Modal analysis of multi-layer structure for chemical mechanical polishing process

In this study, a three-dimensional finite element model was established to perform modal analysis of the chemical mechanical polishing process. The contact boundary conditions were considered in the wafer and pad, and the influence of the static load exerted on the carrier was considered in order to investigate dynamic behaviour of the wafer. The analysis was in two steps. Firstly, a given pressure was exerted on the carrier and the geometric nonlinear effect and large deformation theory were used to carry out static analysis. Secondly, the results of the analysis were used to perform modal analysis of the wafer. The results gave way to four conclusions. (1) Due to the offset configuration of the wafer and pad, the von Mises stress distribution was asymmetric. Therefore, the stress on the wafer appeared to be almost uniform near its centre, goes through a maximum near the edge, and decreased as the edge is approached. This tendency is similar to that of the removal rate profile experiment, which proved that the proposed finite element model for CMP is acceptable. (2) Due to the extremely thin thickness of the film, wafer and pad, most mode shapes are predominant in out-plane deformation. Furthermore, since the y-axis is symmetric in the three-dimensional model, there were double roots in some modes. (3) When the load was larger, the tangent stiffness and the natural frequency would also be reduced. The pressure changes did not have much affect on mode shape. (4) Since the soft materials of the pad and film have significantly different Young’s modulus’ than hard materials, the natural frequencies of harder materials for the pad and film increase.     

LED粘片机偏心轴的模态分析

通过Pro/E5.0和ANSYS13.0进行偏心轴的建模与模态分析,计算偏心轴的固有频率和振型,了解其在高速工况下的动态特性问题.利用ANSYS软件中Combin 14单元模拟轴承的简单刚性约束.针对轴承刚度的不确定性,分析了偏心轴在不同刚度下的前八阶固有频率和振型,确保了模态分析结果的可靠性,有效地预估结构的振动特性,为选择电机参数提供依据,并为谐响应分析及瞬态分析奠定基础.     

发动机动力总成悬置系统模态分析与优化

悬置系统设计的核心是合理设计悬置元件的位置、角度和刚度,以提高悬置系统各向谐振模态解耦度,并使各向自振频率分别避开发动机怠速频率、车架、车身各向自振频率等,从而提高悬置系统的隔振效果。在悬置系统模态分析的基础上,建立了以提高悬置系统解耦度和各向谐振频率尽可能接近期望值为目标的悬置系统自动优化设计数学模型,并以某发动机动力总成悬置系统为应用案例,对其悬置元件的位置、角度和刚度进行自动优化设计计算,获得了预期的优化效果。