机械弹性车轮有限元计算与试验模态的相关性研究

为了满足新型机械弹性车轮结构响应预测和动态优化设计的要求,采用有限元计算与试验测试相结合的方法对其振动特性进行了研究。通过有限元分析得到车轮结构的振动模态频率及相应的振型,结合参数灵敏度分析和试验模态对其有限元模型进行修正。基于内积相关度理论,对修正后的有限元计算模态和试验模态参数进行了相关性分析,根据两者的吻合程度,验证了有限元建模及修正分析方法的有效性;修正后的有限元模型精度得到提高,计算结果更加反映了车轮的结构特性,为机械弹性车轮结构动态优化设计研究提供了参考。     

汽车鼓式制动器制动蹄的模态分析

用有限元分析方法,对汽车鼓式制动器制动蹄的动态特性进行理论计算和研究.建立制动蹄和摩擦衬片的有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS对模型进行分析计算,得出制动蹄和摩擦衬片的各阶频率及其振型,并对计算结果进行模态分析.在模态分析和模态振型的基础上,提出修改制动蹄的结构参数、材料参数以及在模型上添加质量块或加强筋的措施与...     

大跨斜拉桥模态测试与分析

首先介绍了利用环境随机振动法间接识别柔性结构模态参数的方法，并通过移动测点法对一斜拉桥现场测试结果进行了分析，分析得到移动测点法进行桥梁等大型结构的模态试验能得到较理想的结果，而且节约试验成本。通过建立三维有限单元模型，得到了该桥自振频率和振型的理论值。脉动实验测得的结构自振频率和振型与用三维有限单元模型得到的理论值的对比发现利用有限元对全桥进行模态分析，绝大部分模态吻合得较好。     

基于ANSYS式的鼓式制动器及振动噪声研究

采用有限元分析法对汽车鼓式制动器的动态特性进行理论计算和研究。运用ANSYS软件建立制动鼓、制动蹄、摩擦衬片三维有限元模型,通过对模型分析计算,得出制动鼓、制动蹄、摩擦寸片的各阶频率及振型,对计算结果进行模态分析。在模态分析的基础上提出修改制动鼓、制动蹄、摩擦寸片的结构参数和材料属性以错开各部件的固有频率来降低振动噪声。     

细纱锭子的模态分析

为了对锭子的临界转速和运行状态进行预测和控制,对细纱锭子进行了模态分析。首先采用有限元软件求解得出无约束和有约束两种状态下锭子的模态频率及振型。然后运用模态试验锤击法对锭子无约束状态下的模态进行试验,得到了锭子的模态频率。通过对锤击法和有限元法两种结果的对比分析得出:(1)无约束状态下两种分析结果的最大误差未超过8%,说明有限元分析法可以满足工程分析的精度需求;(2)通过对锭子施加约束,实现了工况下对锭子的仿真,通过计算得到不同阶的锭子临界转速和相应振型。研究结果为进一步研究锭子的振动、变形等问题提供了一定的理论依据,为锭子的设计和优化提供了参考。     

薄壳支架的模态分析

利用有限元理论,对某承受动态载荷产品中的关键支撑件——支架建立了有限元模型,并进行模态分析,计算了前六阶模态参数(固有频率和模态振型)。通过与试验模态分析的方法获得的模态参数相比较,证明计算结果是合理的,提出了对结构的修改意见以提高结构的动态特性。     

三轴飞行模拟转台的动态特性分析

用有限元分析方法,对三轴转台轴系的动态特性进行了理论计算和研究,建立了各轴系的有限元模型。应用有限元分析软件ANSYS6．1对模型进行了分析计算,得出各框架的各阶频率及其振型,并对计算结果进行了模态分析。     

LF520车室声腔模态分析

采用Hypermesh软件建立了某车型的室内声场有限元模型,用SYSNOISE软件对该有限元模型进行自由模态分析,得到声场的各阶模态频率和振型,将声模态分析结果与汽车内外部的激励源频率特性进行对比,为改善车内声学特性,对车内噪声预测提供了参考。     

简化的舱段船壳模型试验模态分析

工厂加工的试验模型与设计模型有时存在一定的差异，致使试验模型的动态特性与设计模型的动态特性不一致，本文中用于振动主动控制实验研究的舱段船壳模型就属于这种情况。而舱段船壳模型的动态特性对于其振动主动控制研究是很重要的、应用锤击激励法和LMS，CADA—X结构动态测试与分析软件对简化的舱段船壳模型上部平板进行模态试验，得到了前六阶固有频率、阻尼和振型，经模态置信准则检验，所测试验模态参数真实有效．将试验模态参数与有限元计算模态参数比较分析，找出了试验模型的加工缺陷，即船壳模型上部平板存在初挠度，致使试验模态与有限元计算模态的某些阶模态参数存在很大差别。     

电动自行车主车架模态特性分析及灵敏度研究

为探讨电动自行车主车架的动态性能,对某全悬架电动自行车的主车架结构进行了弹性模态特性分析.应用ANSYA软件建立了主车架结构的有限元模型,分析了车架的模态频率和振型.结果表明有限元计算结果与实验测试结果相符.结合该车架的振动特性,应用模态灵敏度分析技术,研究了车架各部分结构的壁厚参数对电动自行车第一阶模态频率的影响关系,通过改变车架不同构件的壁厚可使车身具有较合理的动态特性.为电动自行车进一步的动力学分析提供了理论依据.     

仿鱼机器人C形起动的动力学分析

为提高螺旋桨式水下机器人的起动性能,以草食性鱼类体干摆动模式的水下推进方式作为高机动仿鱼机器人推进器的设计原型.由鲫鱼C形起动高速摄影图像的运动分析,推导出仿鱼机器人快速起动的体干运动方程.计算横向摆动流体举力、尾涡反作用力、边界层摩擦阻力和纵向附加质量力,建立C形起动的动力学模型.进行仿鱼机器人体干曲线波,以及多步态快速起动的运动学和动力学参数的仿真计算和优化设计,由数值计算和分析得出的结论和鱼类游动规律基本吻合,为研制具有快速起动性能的水下机器人提供理论基础和设计思路.     

离心成型的粗骨料UHPC输电杆受弯性能试验

为改善普通混凝土电杆自重大、杆身易开裂、承载力低等问题,基于离心成型工艺,调整离心速度、加速度和时间,设计了粗骨料UHPC最优配合比,通过变速离心机制作了6根含粗骨料的UHPC环形电杆,进一步提高了生产效率,采用四点弯曲静力加载,并以钢纤维掺量和配筋率为参数,研究其破坏模式、抗裂性能和承载能力。试验结果表明：电杆破坏方式可分为弹性、裂缝开展和破坏3个阶段;随着钢纤维掺量增加,电杆的主裂缝数量逐渐降低,而细微次裂缝逐渐增多,钢纤维在一定程度上阻碍了裂缝的发展,其受弯承载力提高了42.6%;随着配筋率的增大,电杆的主裂缝数量相差不大,但裂缝长度和宽度明显减小,且抵抗变形能力增强,其受弯承载力提高了63.8%;采用活性粉末混凝土电杆受弯承载力计算方法与试验值较为接近,但相对安全保守,不过随着配筋率和钢纤维掺量的提高,其理论计算值与试验值也越接近。     

基于灵敏度分析的机枪结构动态特性优化研究

目的研究机枪结构的动态特性优化．方法利用基于模态试验的灵敏度分析方法,依据模态叠加原理,提出了一种结构动力修改思路．结果由模态试验和灵敏度分析,获得了某机枪的动态特性和影响其动态特性的敏感部位,并利用有限元动力响应模型计算了位移响应曲线．结论计算结果表明：该方法有效并且正确,改善了机枪动力学特性．     

扰力水平对基础固有频率的影响

为了揭示基础振动量与基底反力之间的动力关系，对模型基础在常扰力幅不同条件下进行了竖向振动试验。结果表明，基础的固有频率随扰力水平增大而降低。通过试验结果分析和理论计算，提出了在基础振动计算中，其动力参数的选取应考虑扰力水平的影响。在此基础上提出了在一定扰力下预先估算动力参数的简便、实用计算方法，计算结果和试验结果较为吻合。     

小型轧机机架的模态分析

对轧机闭式机架进行了动态有限元计算，获得前六阶的模态：固有频率、振型与振幅比，同时对机架进行了相应的测试．理论计算值与试验值基本一致，对机架的动态设计、改进和事故原因的分析，提供了可供参考的依据和方法．     

Progress on the hydraulic measures for grid slotting and fracking to enhance coal seam permeability

A method of hydraulic grid slotting and hydraulic fracturing was proposed to enhance the permeability of low permeability coal seam in China. Micro-structural development and strength characteristics of coal were analysed to set up the failure criterion of coal containing water and gas, which could describe the destruction rule of coal containing gas under the hydraulic measures more accurately. Based on the theory of transient flow and fluid grid, the numerical calculation model of turbulence formed by high pressure oscillating water jet was used. With the high speed photography test, dynamic evolution and pulsation characteristics of water jet water analysed which laid a foundation for mechanism analysis of rock damage under water jet. Wave equation of oscillating water jet slotting was established and the mechanism of coal damage by the impact stress wave under oscillation jet was revealed. These provide a new method to study the mechanism of porosity and crack damage under high pressure jet.Fracture criterion by jet slotting was established and mechanism of crack development controlled by crack zone between slots was found. The fractures were induced to extend along pre-set direction,instead of being controlled by original stress field. The model of gas migration through coal seams after the hydraulic measures for grid slotting and fracking was established. The key technology and equipment for grid slotting and fracking with high-pressure oscillating jet were developed and applied to coal mines in Chongqing and Henan in China. The results show that the gas permeability of coal seam is enhanced by three orders of magnitude, efficiency of roadway excavation and mining is improved by more than 57%and the cost of gas control is reduced by 50%.     

基于静载试验的巨型网架结构安全性评价

以网架结构刚度方程及其所确定的位移、内力、荷载和刚度之间的对应增量关系为依据,以五强溪水电站主厂房屋顶网架为工程背景,在有限元整体计算分析的基础上介绍了对大跨度巨型网架进行静载检测的内容和加载方法,并根据计算分析和静载试验的结果进行了巨型网架的结构安全性评价。在当前缺乏对现役网架进行安全性评价相关标准的情况下,从结构使用的角度,提出了屋顶网架结构安全性评价意见和方法。所采用的静载检测方法简便科学,对在役巨型网架的检测具有较好的实用推广价值。     

体育场挑篷结构抗震性能试验及弹塑性分析

为了了解济南奥林匹克体育中心体育场看台这种超限结构的抗震性能,进行地震模拟振动台试验和精细的有限元模型（FEM)分析.使用通用有限元程序SAP2000对缩尺结构建立有限元分析模型.通过模态分析研究结构的基本动力特性,采用反应谱分析和弹性时程分析挑篷钢结构应力比的情况及结构层刚度分布的均匀程度.通过静力弹塑性推覆(pushover)分析,验证了结构整体在罕遇地震作用下的弹塑性变形能力并分析该结构水平向整体抗震性能.研究表明,有限元计算结果和振动台试验量测值基本一致,计算结果可靠,原型结构布置基本合理,整体抗震性能较好,能够满足该结构在所在地区设防烈度下各水准的水平向抗震要求.     

钢筋混凝土斜腿刚架桥动力特性分析

结合邢台市柏乡牡丹桥的设计工作,采用通用有限元软件,建立了钢筋混凝土斜腿刚架桥的总体空间动力计算模型,研究了该桥的动力特性,获得了其振型特征及自振频率、自振周期等参数值,给出了该桥的前6阶振型图形,提出了该桥地震作用效应计算可以采用的方法,为斜腿刚架桥抗震设计计算提供参考.     

Finite Element Modeling and Vibration Analysis of Sprag Clutch-Flexible Rotor System

斜撑离合器-柔性转子系统有限元建模及振动特性分析

黄创^1,2,赵永强^1*,靳广虎^3*

（1. 哈尔滨工业大学 机电工程学院,哈尔滨 150001;

2. 珠海格力电器股份有限公司,广东 珠海 519070;

3. 南京航空航天大学 直升机传动技术重点实验室,南京 210016）

摘要：

为研究高速运行工况下斜撑离合器-柔性转子系统 (SC-FRS,sprag clutch-flexible rotor system) 的整体振动特性,基于推导的斜撑离合器刚度矩阵的计算方法,建立了考虑转子柔性及轴承支撑刚度的SC-FRS的有限元模型。以此模型为基础,计算了系统的固有频率和模态振型,通过与ANSYS软件计算结果的比较,验证了本文模型正确性。同时,在不平衡量作用下,分析了系统的弯扭耦合振动和中介轴承动载荷,研究发现扭转方向的共振峰与弯曲方向的共振峰有着相同的共振频率。搭建了斜撑离合器-转子系统试验台,进行了轴心轨迹和临界转速的测试,试验结果表明使用SC-FRS的有限元模型能够较准确地描述系统的振动特性。

关键词：斜撑离合器转子系统;有限元模型;不平衡量;实验验证