重型动平衡机摆架的动刚度测试与动力特性预计

重型动平衡机摆架的动力学性能直接影响动平衡试验的安全和精度。从探讨动平衡机摆架动力性能出发,依据摆架特殊结构形式和试验目的,设计基于锤击法的动刚度试验并测得八条动刚度数据。依据这些试验动刚度数据,从动平衡机摆架的结构形式、服役状况和工作环境等方面剖析摆架的动刚度情况,发现其动力性能在工作范围内并没有明显的退化现象。根据有限的试验动刚度数据得到摆架的多个共振频率。之后,通过简单的模型更新技术并依据试验共振频率构建用于辅助预计摆架共振振型的有限元模型。从摆架有限元模态信息、动刚度信息和静态变形信息以及试验动刚度数据角度预计摆架共振振型,并对其方法的合理性给予论述。     

250 t高速动平衡机摆架的动刚度分析

高速动平衡机摆架的动力学性能直接影响动平衡试验的准确性及安全性。采用三维有限元法建立某公司250 t高速动平衡机摆架的计算模型,并对其动刚度进行计算分析,且与试验值进行比较。在此基础上计算4种主刚度杆改进方案下摆架的动刚度特性,分析主刚度杆的刚度对高速动平衡机摆架的动刚度曲线的影响。结果表明,计算所得摆架的动刚度曲线与实测值吻合较好,该计算模型接近实际情况。主刚度杆的结构尺寸及材料的弹性模量的增大均会使摆架的动刚度增大,适当地改变主刚度杆的结构尺寸及材料特性,可使高速动平衡机摆架满足大质量转子的高速动平衡试验要求。通过主刚度杆的改进并不能使摆架的动刚度随转速变化的曲线趋于平缓。     

高速动平衡试验装置内槽铁组件的有限元分析

在高速动平衡试验装置中,支撑动平衡机摆架的槽铁及其支撑板的变形和刚度对试验结果有重要影响。通过对一个大吨位高速动平衡装置内的L型槽铁组件进行研究,建立三维实体模型,对槽铁及其支撑板的变形和刚度进行了有限元分析。结果表明所选的槽铁及其支撑板的规格和数量符合动平衡试验的精度要求。     

柔性支承下的大型离心压缩机转子振动特性

支承刚度对转子系统的动力学特性具有重要影响。针对大型离心压缩机转子在高速平衡条件下和实际运行工况下的支承刚度差异导致的振动问题开展研究。由于高速动平衡机的摆架刚度较低,使得一些大型离心压缩机的轴承油膜刚度与支承刚度几乎相当,导致2阶弯曲临界转速大幅降低,从而使得转子振动超标,高速动平衡难以满足标准要求。结合实际案例分别进行不考虑支承刚度及带有动平衡机摆架刚度的转子动力学分析,并对轴承瓦块、轴承座、机壳、底座进行有限元分析,获得压缩机转子的基础刚度。结果表明,考虑支承刚度的转子2阶临界转速出现了11.1%～18.3%的下降,1阶临界仅下降3.6%～7.3%,与高速动平衡试验结果吻合较好,实际支承刚度因大于轴承刚度3.5倍,机械运转试验显示1阶临界、2阶临界转速未有实质性下降,且振动满足API617标准要求,与不考虑支承刚度的转子动力学分析结果基本一致。     

盘类转子动平衡机摆架有限元分析及优化设计

通过对平衡机摆架及立柱的有限元分析,得到摆架的应力变化规律,针对摆架的弯形板结构及其材料提出摆架改进优化方案,并对此进行验证。比较摆架优化前后的各项特性的改变,确定改进方案的合理性,进而提高平衡机整体的校正精度。可为同类型动平衡机整体及部件的设计优化提供参考。     

工件质量和位置对单面立式平衡机测量误差的影响

针对永久标定式单面立式动平衡机对不同质量、不同高度的工件存在较大测量误差的问题,提出了一种用摆架扭摆效应分析误差来源的方法。将摆架系统处理成二自由度振动系统,根据力学原理建立了振动系统的运动方程;推导了系统振动中心的变化规律公式,分析了转速、工件位置和质量对振动中心的影响;推导了簧板绕振动中心的扭转刚度公式,同时分析了扭转刚度与振动中心位置间的关系。通过实验验证了扭转效应随工件质量、位置的变化规律,证明了簧板扭转刚度公式的正确性,分析了永久标定产生的误差,最大误差率为34.41%,说明了永久标定算法的不合理性,为优化测量算法提供了参考。     

新型圆柱滚子动平衡测量机用摆架的设计

针对已有摆架在滚子动不平衡量提取过程中表现出振幅不明显、微小不平衡量敏感性差、振动方向不稳定等问题,以模态平衡法为基础分析研究了摆架振动模型,从理论角度提出了改进摆架的思路,设计了一种振幅更明显、灵敏度更高、振动更加稳定的新型滚子动平衡测量机用摆架。试验表明,新摆架设计方案合理,能够明显增加微小转子动不平衡量提取的有效性与稳定性。     

基于正交试验-形貌优化法的钢铝复合车架设计

以某国产SUV车架为研究对象,建立车架有限元模型,对车架进行弯曲、扭转刚度分析,并进行模态分析和模态试验,验证模型的有效性。利用正交试验法确定材料轻量化部件,并将这些部件的钢材料替换成铝合金,得到钢铝复合轻量化车架。针对钢铝复合车架刚度和模态性能的减弱问题,采用折衷规划法的多目标形貌优化对部件进行优化改进,提高车架的刚度和模态性能。研究结果表明,采用正交试验结合多目标形貌优化法得到的新车架在质量减轻6.7kg的同时提高了刚度和模态性能,达到了良好的轻量化设计效果。     

一种MEMS的微小滚动体动平衡测试系统

针对微小滚动体质量小、驱动难度大、不平衡量微小等特点,提出了基于MEMS的微小滚动体动平衡测试系统,分析摆架参数对动平衡测试系统振动特性的影响,把MEMS加速度传感器对称嵌入到摆架支撑上,来测量摆架振动加速度,并用经打孔处理的电路板直接作为摆架支撑,优化后的摆架质量更小,测试系统的成本更低,灵敏度更高,操作更加简便。试验数据表明,该测试系统能够实现微小滚动体动平衡检测,且具有性能稳定、灵敏度高、成本低、适用范围广等特点。     

轴承刚度对光测设备跟踪架谐振频率影响

跟踪架是影响光测设备性能的关键部件，轴承又是跟踪架的关键零件，轴承刚度直接影响光测设备的动力学特性。以400 mm口径光测设备跟踪架为研究对象，基于光测设备跟踪架的模态试验结果，采用弹性薄层单元等效轴承刚度，利用Monte Carlo法对弹性薄层单元进行参数修正，建立了准确的有限元模型，有限元分析结果表明：光测设备跟踪架有限元分析结果与试验结果最大误差为8.5%;通过对等效轴承刚度的弹性薄层单元刚度进行参数化分析，研究了轴承刚度对光测设备跟踪架结构谐振频率的影响，为后续工程应用提供了依据。     

双转子-轴承系统动态性能仿真分析

在滚动轴承拟静力学分析基础上,建立了滚动轴承-双转子系统动态性能仿真分析模型.用整体传递矩阵法及有限元法分析了系统临界转速及其响应.动态性能仿真分析的结果与实际工况比较符合,分析软件对指定工况下双转子系统的动态响应做出合理的预测,得出满足主机支承刚度条件下的滚动轴承合理的工作径向游隙使用范围.     

基于ANSYS机械增压器主动轴的动态特性分析

利用有限元分析软件ANSYS建立了机械增压器主动轴系统的三维有限元模型,采用了Subspace模态提取法对主动轴系统进行模态分析,计算主动轴前4阶固有频率和振型,并获得了其在正常工作下的位移频率响应曲线,最后分析了支撑刚度对主动轴固有频率的影响,为机械增压器降噪和控制共振提供了理论依据.     

工件主轴系统动态优化设计

以某滚齿机的工件主轴系统为研究对象,利用三维建模和有限元分析等相关软件,通过对前端轴承刚度、假轴轴向位置和工件主轴内径三个单因素参数的仿真,总结出工件主轴系统的端部静刚度、系统动刚度及系统一阶固有频率的变化规律。仿真结果表明存在单因素最佳值,并且假轴轴向位置对系统动刚度影响比较大,可以认为是较敏感因素,其余两个因素的影响较小,在以后的设计中可以不必过多考虑。     

发动机圆柱滚子轴承载荷分析及刚度计算

在发动机圆柱滚子轴承拟静力学分析的基础上,建立了基于轴承径向游隙和油膜厚度的圆柱滚子轴承刚度计算模型。研究了圆柱滚子轴承的刚度特性,分析了圆柱滚子轴承的载荷分布和受载变形情况,为发动机轴系有限元分析中边界条件的处理提供了依据。     

立式循环泵转子系统动态特性分析

运用ANSYS软件对换热站立式循环泵转子进行有限元模态分析。在Solidworks软件中建立泵转子的三维实体模型,导入ANSYS有限元软件进行模态分析,采用LMS test. lab振动噪声测试系统进行数据采集和分析后处理。研究了支撑方式和轴承刚度对泵转子系统固有频率的影响规律,为泵的结构优化提供理论基础,为转子结构的动态响应分析提供理论依据。     

数控绕线机高速主轴单元的动力学分析

为了分析并提高数控绕线机高速主轴单元的动态性能,以转子动力学有限元理论为基础,以ANSYS有限元分析软件为平台,在考虑支撑刚度和轴系零件的情况下,对SKR-4DQ型全自动数控绕线机主轴单元进行了动力学分析,得出了在不同的支撑刚度下,其高速主轴单元的前3阶振型和固有频率;分析了不同的支撑刚度对主轴固有频率的影响.计算和实验结果表明,所设计的SKR-4DQ型全自动数控绕线机主轴单元能满足在额定转速15 000 r/min下为刚性转子的设计要求.     

利用ANSYS和坎贝尔图对燃气轮机压气机转子模态及临界转速的分析计算

建立了某型燃气轮机低压压气机转子的几何模型,使用可计算陀螺效应的体单元建立了转子的有限元模型.利用数值仿真软件求解转子的前8阶模态,并基于其高速旋转结构模态分析功能画出了特征频率随转速的变化曲线即坎贝尔图.计算得到了一阶临界转速,并就支承刚度对其影响进行了研究.计算结果表明:转子的设计具有良好的结构刚度;设计中需要对压气机转子第4级轮盘附近转鼓的强度给予一定的重视;转子系统临界转速安全系数合理;支承刚度的改变对临界转速的影响处于非敏感区,有利于转子的稳定运行.     

某大型直联离心压缩机转子系统的动力学特性研究

建立了某直联转子系统的有限元模型,进行了扭转固有频率的计算;考虑轴承的影响,进行了在定刚度和随转速变刚度情况下,系统弯曲固有特性分析,并采用对数衰减率进行了运动稳定性分析;最后根据API617相关标准,施加2种激励工况,进行了不平衡响应计算.对所有计算结果均与试验结果进行了对比.     

基于ANSYS的拱架式贴片机整机动力学建模与模态分析

贴片机工作速度快,效率高,其动态性能对芯片的贴装精度影响大。首先建立贴片机的三维有限元模型,然后利用AN SYS对拱架式贴片机PS1000的整机进行了动力学建模与模态分析。通过对低阶模态分析发现,低阶固有频率与整机的工作频率较为接近,容易产生共振,机架和横梁容易产生平移振动,影响贴装精度,故应该适当提高贴片机的工作频率或提高机架和横梁的刚性,以避免共振区域。最后,采用LMS振动测试仪对样机进行锤击法模态测量,进行了样机的实验模态分析,验证了ANSYS模态分析的可靠性。     

数控铣床主轴系统动态特性研究

针对数控铣床主轴系统是在变化复杂的、非简谐力的激励下振动,而与该振动特性密切相关的主轴滚动轴承的刚度又不是一个定值,而是载荷的函数的特点,以某数控铣床主轴系统为研究对象,基于瞬态响应特性分析理论及轴承动刚度理论,借助于有限元分析软件ANSYS建立主轴系统的有限元模型,进行模态分析。利用数据表进行加载,并就铣削特定工况下进行瞬态响应分析。得出主轴系统的较低阶固有频率、振型、最大综合变形以及主轴系统的模态不是常量,主轴系统的设计计算应以滚动轴承的动刚度和主轴系统的动模态为依据的结论。