某轻卡变速箱发动机及车架模态测试与分析

采用锤击模态测试方法对发动机、变速箱及车架模态进行了测试,并获得模态参数。通过对截取的空车搓板路上各测点振动信号以及空车在障碍路上工作时各测点振动信号进行工作模态测试分析,获知轻卡在空载工作环境中的各阶工作模态参数。最后,对试验结果进行了总结分析,发现几个较为敏感的模态频率。为下一步从完整的动态特性方面分析判断发动机、变速箱及车架破损的根本原因,提供理论及技术支持。     

模态分析方法综述

综述模态分析在研究结构动力特性中的应用,介绍模态分析的两大方法:数值模态分析与试验模态分析。并着重介绍目前的研究热点———工作模态分析,对其方法存在的问题进行评述。     

试验模态修改技术在后扭梁NVH性能优化中的应用

针对某车型后扭梁NVH性能的优化,以预测在不同位置加装阻尼块对后扭梁扭杆模态频率的影响为目标,研究了试验模态修改预测法的原理、应用条件及可靠性。首先介绍了模态综合法理论,详细说明了需要关注的应用条件,最后针对某款车型的后扭梁扭杆振动过大问题,通过预测阻尼块在不同安装位置对模态频率的影响,得到了较优的方案,同时通过预测结果与试验结果的对比说明此方法的可靠性,误差产生原因也在文中分析。     

基于时域多参考点的自由梁试验模态分析与试验验证

以一个自由边界条件的铝合金梁为例,采用了数值模态分析和试验模态分析两大类方法,对其振动模态进行了研究,最后对结果进行了对比验证和总结。本文重点是试验模态分析,阐述了试验模态常用的几种方法,对各种方法的优缺点做了对比总结。     

基于曲率模态与柔度曲率的损伤识别

以含两条裂纹的两端固定梁为例,采用曲率模态差和模态柔度曲率差来检测结构的损伤。首先将梁的裂纹模拟为无质量的等效扭转弹簧,推导了裂纹梁的特征微分方程,利用边界条件和裂纹位置的连续性条件推导得到该裂纹梁的振形函数解析表达式。然后用中心差分法分别求解裂纹梁损伤前后的曲率模态值和模态柔度曲率值,利用其差值确定梁的损伤位置,进而确定损伤程度。最后讨论了曲率模态和柔度曲率对结构损伤识别的敏感性。     

高速电主轴的试验模态分析

基于模态分析理论,采用单输入/多输出识别法(SIMO)对高速电主轴进行了自由模态试验,介绍了试验方法,得到了所有测点的频响数据.将全部频响数据作集总频响函数,并与相干函数结合分析试验结果,提取了该电主轴的模态参数(固有频率、阻尼和振型),研究了其固有特性.试验结果表明电主轴的基频低于其1阶固有频率,符合电主轴正常工作的基本要求,并用MAC值验证了模态试验的正确性.     

通过声辐射模态计算矩形薄板的模态辐射效率

模态辐射效率是评价振动结构声辐射能力的一项重要指标。结构振动引起的声辐射问题是声学中一个长期的研究课题。评价振动结构的声辐射能力的一项重要指标就是模态辐射效率。通过声辐射模态理论,推导了任意边界条件下矩形薄板模态辐射效率的计算方法,通过计算方法可以直接得到模态辐射效率的数值解,而不需要进行数值积分。最后,以四边简支、四边固定、对边简支和对边固定、三边固定和一边自由矩形板为例,进行数值计算和分析。通过与前人的计算结果比较,验证了方法的有效性。     

减振镗杆动力学特性研究

针对进口与自制减振镗杆,基于模态试验,分析其动力学特性。实践结果表明,模态试验分析是深入了解减振镗杆在工作状态下动态特性的有效手段,所获得的数据可为自制镗杆的设计改进与结构优化提供支持,分析结果也可为设计相类似的减振镗杆提供参考。     

基于虚拟仪器技术的试验模态分析系统

阐述了基于虚拟仪器技术的试验模态分析系统的设计.首先介绍了试验模态分析的理论基础、系统构成和工作原理,然后设计了数据采集、文件管理、信号发生、时域分析、频域分析等模块的功能,最后通过标准轴的锤击试验验证了系统的可行性和准确性.该系统通过试验确定结构的模态频率、模态阻尼比和模态振型,简单直观,易于操作,可广泛应用于教学科研以及工程实际中.     

基于风载荷的某型号电站母线筒结构性能分析

为了确保某型号电站母线筒在工作环境下具有良好的动态性能,文中针对卡门漩涡原理对风载频率进行计算,并分析计算了不同形式母线筒的固有频率,最终考虑风载对其固有频率的影响.     

曲率模态在钢筋混凝土梁损伤检测的应用研究

利用有限元软件,建立了某钢筋混凝土简支梁不同位置损伤的模型,通过降低弹性模量的方法模拟模型的损伤程度,分别对损伤不同程度的模型进行了模态分析,结合曲率模态理论,求解模型相应的曲率模态。研究结果表明,梁的频率与位移模态对梁的局部损伤均不敏感,而由位移模态进一步推导得到的梁的曲率模态对梁的局部损伤较敏感。曲率模态可为梁的健康诊断提供可靠的依据。     

火箭仪器舱试验与计算模态相关性分析

针对火箭仪器舱,研究了计算模态和试验模态的相关性分析问题。首先介绍模态相关性分析的一般方法。针对仪器舱结构复杂和模态密集的特点,引入整体模态和局部模态的概念,并提出一种用模态应变能比值区分整体模态和局部模态的定量的方法。进而研究了模态向量减缩、误差定位和模型修改等问题。在此基础上,得到了较高的试验和计算模态相关性结果,验证了计算模型,并为进一步的仪器舱减振设计提供了依据。     

车用动力总成模态优化研究

针对某车用动力总成试验过程中发动机和变速器结合面渗油的情况,运用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,研究动力总成的固有模态。结果表明,动力总成一阶模态只有176.1Hz,低于发动机最高转速下的点火激励频率,存在发动机运转过程中在某个转速点产生共振的风险。经过有限元模态分析一阶模态阵型,显示薄弱位置在缸体、油底壳与变速器的结合面处;通过对缸体和油底壳增加加强筋进行优化,使动力总成的一阶模态提高到240.2Hz,比优化前提升了36.4%,二阶模态也提升了22.5%。优化后的动力总成试验模态分析结果表明:该方案提高了动力总成固有模态。     

某夹具结构模态仿真与试验及相关性验证

针对某雷达夹具,首先系统地介绍了LMS试验模态测试方法,得到了该结构的固有频率与振型,进一步使用有限元方法计算了结构的自由模态.在此基础上,研究了仿真模态结果与试验模态结果的差异,给出了相关性分析的预处理方法,进而得到了试验模态与仿真模态的相关性结果,验证了仿真模型的有效性,为进一步的频谱分析,减少样机试验奠定基础.     

气体静压主轴模态仿真分析及试验研究

为准确获取气体静压主轴的动力学模态特性,分别建立主轴转子及主轴部件的有限元模型,对有限元模型中添加的弹簧及电机约束边界条件进行了研究,并分别对以上两个有限元模型进行模态计算。比较两种情况下的结构固有频率、振型趋势及各阶模态下的有效参与质量,分析主轴部件中的外壳对主轴转子模态参数的影响,其中仅保留主轴转子的前六阶固有频率为1.5 Hz、277 Hz、279 Hz、316 Hz、384 Hz、385 Hz,而主轴部件的前六阶固有频率为1.5 Hz、259 Hz、270 Hz、281 Hz、352 Hz、363 Hz,以上结果中均包含刚体模态及重根模态。两者比较结果表明主轴部件的固有频率因其质量的增加而有所降低,且主轴部件不再满足对称结构形式,因而相对于仅保留主轴转子重根模态的情况有所减弱。基于有限元仿真分析结果,进一步对主轴部件进行模态试验验证,通过仿真与试验对比,结果表明主轴转子的有限元仿真结果与试验测量结果更加贴近,其前三阶误差分别为0.6%、10.6%和2.6%。上述仿真边界条件的加载与计算过程及试验测试方法对进一步提高气体静压主轴模态参数仿真精度及修正动力学仿真模型提供了有益参考。     

某重载汽车变速箱的振动模态分析

变速箱是汽车的主要振动和噪声源之一,建立变速箱模态试验的理论模型和试验模型后,采用移动锤击法采集了各点的冲击数据和响应数据,进而得到了变速箱壳体的在关心频段内的固有频率,对其振动特性有了进一步的了解,为整个变速箱的减振降噪奠定了一定的基础。     

桁架结构有限元及试验模态分析

在ABAQUS软件中分别用梁单元和壳单元建立了桁架有限元模型,并利用有限元模态分析得到其低阶固有频率和振型。同时采用锤激法对中间节臂架进行了试验模态分析,利用LMS PolyMAX分析方法对试验结果进行了处理,并与有限元模态分析结果比较。结果表明:两种简化模型的有限元模态分析与试验结果相吻合,频率误差均在10%以内,验证了有限元模型的正确性和可靠性,确保了臂架系统有限元分析的准确性。