齿轮箱箱体的有限元模态与试验模态分析

利用ANSYS软件建立齿轮箱的有限元分析模型,可得出齿轮箱的固有频率和振型。理论分析结果和模态试验结果基本一致,说明了齿轮箱体振动模态分析方法的可行性。通过模态分析,可以为齿轮箱的动态响应分析及箱体的设计与改进提供可靠的依据。     

连续采煤机装运齿轮箱的约束模态试验分析

为获取连续采煤机齿轮箱实际系统的模态参数,对连续采煤机装运齿轮箱进行了试验系统的搭建,并在箱体上布置了72个测点。采用polyMAX试验模态参数识别法,得到齿轮箱在动态情况下的实际状况数据。通过对齿轮箱的模态试验和理论分析,识别出齿轮箱各阶模态参数,给出齿轮箱结构变化情况以及各部分的设计弱点,为齿轮箱的动态优化设计、制造与维修提供依据。     

起重机用齿轮减速器箱体结构的优化设计

以某起重机用齿轮减速器箱体为研究对象,借助APDL语言建立齿轮箱静力优化模型,采用一阶优化算法对其结构进行优化设计,优化后箱体质量减少11.1%。为避免优化后齿轮箱振动模态频率与系统激励频率一致而出现共振现象,通过建立齿轮箱参数化模态分析有限元模型,利用Lanczos法对其进行模态分析,得出优化后齿轮箱的前10阶固有频率和振型。研究结果表明,箱体模态频率不会与激励频率产生共振。     

基于Workbench的齿轮箱箱体优化设计

随着煤矿行业的发展,对矿用齿轮箱的要求越来越高,为了实现H型号高速重载齿轮箱的轻量化设计,对箱体进行响应面法分析,以箱体轻量化为主要目标,低阶固有频率为次要目标,对主要设计参数进行多目标优化设计。Workbench的仿真结果表明,对H型号齿轮箱优化设计结果满足模态分析和静力学分析的要求,为齿轮箱的优化设计提供了一定的参考和理论支持。     

JS75矿用减速器的有限元分析及模态分析

以煤矿刮板机、带式输送机配套的JS75减速齿轮箱为研究对象,根据减速器的工况条件,计算了各轴承的支承载荷,利用ANSYS Workbench对箱体静强度及变形量进行了分析,比较了3种箱体结构的优劣;在静力学分析基础上对箱体进行了模态分析,并得出箱体的低阶固有频率和主振型,与传动系统齿轮的啮合频率进行比较分析表明,加肋的薄壁板整体式箱体的结构设计更为合理。     

基于Workbench齿轮箱系统固有特性分析

采用Pro/E建立齿轮箱系统模型,通过有限元分析软件ANSYS Workbench分别对齿轮箱箱体以及包括传动系统在内的整个齿轮箱系统进行了模态分析,提取了2种模型前6阶固有频率及主振型。并根据模态分析结果对临界转速是否合理,齿轮箱结构有无薄弱环节做出判断,为后面合理选择输入轴的转速,优化设计齿轮箱结构奠定基础。     

螺旋锥齿轮箱振动烈度与结构噪声数值模拟

以某采掘机械用螺旋锥齿轮箱为研究对象,综合考虑螺旋锥齿轮副啮合变形及轴的弯曲变形等因素,建立螺旋锥齿轮箱的传动系统有限元模型,借助显式动力学计算方法求解得到各轴承动态支反力,并将其作为动力学的边界条件添加到轴承内孔,建立箱体结构噪声分析模型;通过基于模态叠加计算方法,求解得到螺旋锥齿轮箱固有特性与振动响应,进而预估了螺旋锥齿轮箱的振动烈度与结构噪声。     

基于自由模态的矿用减速器理论与试验分析

以煤矿采掘机械的核心部件重载减速器为研究对象,利用ANSYS软件分析了该减速器箱体在自由状态下的有限元模态振型;采用力锤单点激励和加速度传感器多点响应的方法对该减速器进行了实验模态测试,并运用Poly MAX方法识别出重载减速器的模态参数。这些模态参数对该重载减速器的动态设计和状态评估具有积极的参考作用。     

基于ANSYS Workbench的齿轮箱箱体模态及振动响应分析

建立了齿轮箱箱体的有限元模型,利用ANSYS Workbench软件计算得到了箱体的动态响应,并对相关位置进行了谐响应分析。结果表明,箱体最后输出轴上部的肋板处为受力薄弱部位,易发生共振的激励频率为390 Hz左右,箱体设计时,应避开此频率,以免出现共振现象。     

井下有轨机车齿轮箱体动态特性仿真分析及优化

以矿用14 t锂电式CJY14/6、7、9G-LD型有轨电机车行走齿轮箱体为研究对象,建立其三维模型,并将三维模型导入ANSYS有限元分析软件进行动态特性分析。确定在不同电机转速下,均因箱内齿轮传动振动引发和齿轮箱体的共振,在电机转速2 000 r/min下,箱体振动剧烈,易引发箱体失效。通过对齿轮箱体拓扑优化,在箱体中间薄壁处重新设计加强肋,结果表明优化后箱体抗振性能有一定程度的改善,其中在电机转速2 000 r/min下箱体抗振性能大幅提高,达到优化目的。     

掘进机截割部减速器箱体有限元模态分析

以某掘进机截割部减速器箱体为研究对象,通过UG NX建立箱体三维模型,导入ANSYS中建立有限元模型,箱体做约束模态分析,求解前6阶固有频率和相应的振型,结果为减速器设计提供依据。     

重载汽车齿轮变速箱振动信号与结构模态特性分析

针对重载汽车齿轮变速箱的工作特点,对该齿轮变速箱的振动信号进行了功率谱分析和倒谱分析,并用有限元软件对该齿轮变速箱进行了结构模态分析。分析结果为研究以减振降噪为目的的齿轮变速箱结构动力学优化设计奠定了基础。     

基于Simulation的新型破碎机专用减速器箱体模态分析

基于SolidWorks Simulation软件对新型破碎机专用减速器箱体进行模态分析,得到了其前5阶固有频率及主振型。分析结果表明,该减速器箱体前2阶固有频率与齿轮啮合频率接近时,箱体会发生共振,从而提出了增强箱体抗振性的具体措施,为进行减速器箱体的动力学特性设计了提供理论依据。     

致密气藏储层开发过程中套管应力分布影响规律研究

目前各大油田套损现象严重,研究套管受力非常迫切。利用离散元与有限元分析方法,建立了套管—水泥环—地层组合体系模型,模拟裂缝密度、裂缝夹角、水泥环缺失厚度、多缺口夹角、套管偏心下水泥环厚度及其弹性模量、断层滑移对套管的应力分布影响情况。结果表明,套管应力随着裂缝密度的增加呈现增大的趋势,套管应力随着次级裂缝与主裂缝间夹角的增大呈现增大的趋势;套管应力随着地应力差值的增加呈现不断变大的趋势,当地应力差值相同时,随着水泥环单缺口缺失厚度增加,套管越容易发生损坏,水泥环双缺口夹角为60°及三缺口夹角75°时,套管应力值最大。当套管存在偏心,偏心率为0037、0074、0111时,随着水泥环厚度的增加,套管应力呈现不断变大的趋势;当偏心率为0148时,套管应力随着水泥环厚度增加而减小,水泥环对套管保护能力随其弹性模量的增大而增强。套管应力随着断层滑移的增大而增大,而增速在不断放缓。     

地面钻井套管耦合变形作用机理

过力学分析构建了地面钻井套管的剪切和拉伸破坏模型,并对各参数的影响规律进行了分析,指出：套管拉、剪应力随套管壁厚的增加而逐渐减小,这一参数是改变套管应力条件的最容易控制参数;同时,构建了对钻井套管抗拉、剪安全性进行判断的拉、剪安全系数判识方法,以对钻井套管安全性进行评估。通过三维数值模型和晋城煤业集团成庄煤矿的地面钻井现场工程试验数据对建立的理论模型和规律进行了验证,证明了模型和规律的正确性。     

水泥环弹性模量和厚度对套管外挤载荷影响的理论研究

针对水泥环弹性模量变化对套管强度是否有帮助的讨论,采用弹性力学分析方法研究了水泥环弹性模量对不同性质地层内套管外挤荷载的影响规律。研究认为,在岩性较软的地层,应选用刚度较大的水泥环,可帮助套管抵卸一部分载荷;在地层岩性较硬时,选用刚度小的水泥环有助于提高套管抵抗外挤载荷能力。理想的水泥环特性应为高强度、低刚度。其机理是利用高强度抵御地层载荷、低刚度降低载荷传递系数,从而达到保护套管目的;单纯增加水泥环的厚度不一定能够改善套管的受力情况,只有当水泥环弹性模量大于一定值后,加大其厚度可改善套管的受力状况。因此,在实际现场中,应根据具体的地层情况,调整水泥浆特性,达到最好的固井效果。     

非均匀椭圆载荷下套管抗外挤能力分析

目前大多数油井套管的损坏很大程度上是由非均匀载荷引起的,外载荷的非均匀性等因素大大降低了套管的承载能力,为此,揭示这些因素对套管抗挤能力的影响具有重要的实际意义。根据非均匀椭圆载荷作用下套管的受力特点,利用材料力学理论建立了理想套管的环向应力计算模型,分析了套管的应力分布规律,结果表明:套管承载的危险点为圆周方向与最大水平地应力成90°夹角的内壁上,与有限元数值模拟结果有着很好的一致性。并以危险点应力状态为依据,得到了套管在不同的非均匀载荷下的等效外挤压力计算的新公式。计算结果表明,椭圆载荷中的非均匀部分对套管等效外挤压力影响极大;外载荷非均匀度越大,径厚比越大,套管承受外挤载荷能力越差,越容易发生挤毁失效。     

矿物油碟式分离机主轴振动模态与谐响应分析

以矿物油碟式分离机的关键部件主轴为研究对象,通过建立主轴有限元模型,进行模态分析,得到主轴前10阶模态固有频率。在此基础上进行了谐响应分析,得到23.5 Hz、133 Hz、400 Hz、931 Hz这4种频率下的位移和应力情况。模拟结果表明,在工作转速时,最大弯曲应力和位移都满足要求,没有发生共振现象。     

专用取套工具弧形扶正块参数优化设计

斜井取套施工中,为防止套管与套铣管柱内壁发生磨损,所使用的套铣头内壁安装有滚珠式凸形扶正块,但该设计不仅存在滚珠失效而无法滚动的风险,更为严重的是在点接触形式下往往产生较大的接触应力,使得套管极有可能发生塑性破坏,这2种因素驱使下极易切坏套管导致取套施工失败。本着改变扶正块与套管接触形式的目的,在轴套式套铣头改进方案的基础上,提出了弧形扶正块的设计构想,基于两者接触时的力学条件及几何关系,实现了扶正块最小宽度及最小个数的参数优化,从提高修井液流速的角度实现了高度与宽度的匹配,从而减小两者间的接触应力,为安全取套施工的顺利进行提供保障。