某半挂牵引车车架计算模态与试验模态对比研究

以某半挂牵引车车架为研究对象,以板壳单元为基础建立其有限元模型,进行模态仿真与试验。对比分析仿真结果和试验结果发现,两者在固有频率和振型上高度吻合,说明两种模态分析结果的有效性和所采取的FEA建模方法与分析方法是可行的,可为车架的结构设计和动态特性优化提供一定的参考。     

高速列车承载结构对车体模态频率的影响

运用Hypermesh软件建立了某型高速列车有限元模型,选定内侧地板、侧墙和车顶作为研究对象,分析了承载结构厚度尺寸的变化对车体一阶垂向弯曲、菱形和扭转变形固有频率的影响。结果表明,车顶厚度的变化对车体模态频率的影响最大,在车体设计时可通过修改车顶的参数来改进车体的模态特性。     

某型号高速列车M车刚度及静强度评估

首先利用三维建模软件建立某型号高速列车M车(motor coach,M)车体结构的三维模型,导入ANSYS离散为有限元模型;其次是从理论和模态分析方法出发进行刚度评估和验证该有限元模型的有效性;最后采用有限元分析方法按照相关标准对车体结构进行静强度评估.     

高速列车噪声对人体机理影响研究

高速列车运行过程中伴有大量噪声,严重影响人体舒适度。由于中耳解剖技术和传声机制的复杂,目前尚未能完全掌握噪声对人体机理的影响过程。根据已掌握的人耳传声机制,基于医学CT扫描的人耳实际模型,简化建立耳膜、三根听小骨、中耳韧带及肌肉的有限元模型,设定复杂结构上的约束条件。在耳膜上加载不同工况下所得不同大小声压级下的静压力,得到鼓膜及三根听小骨的最大位移量和最大等效应力,对所得结果采用幂函数进行拟合,用拟合结果进行分析。同时模拟中耳模型位移分布及等效应力场,分析并得到鼓膜结构最容易破坏部位。     

螺栓连接件力学特性计算与模态试验对比分析

接触非线性在工程中是广泛存在的,但目前有限元分析软件尚不能完全解决非线性动力学问题。文中针对一螺栓连接件建立不同传力途径的有限元模型,并与试验结果对比分析,得到最佳建模方案,有效削减接触非线性对动力特性的影响,在工程中解决类似问题具有一定借鉴作用。     

基于试验模态和计算模态的动力总成动力学分析

为更为高效、精确地进行动力总成动力学分析,借鉴子结构的思想方法,提出了采用计算模态与试验模态相结合的混合建模和仿真的构想：在模态测试的基础上建立柴油机试验模型,在模态计算的基础上建立齿轮箱有限元模型,在此基础上进行动力总成的动力学分析.结果表明：该方法的计算结果与单纯采用大规模的动力总成有限元计算精度基本一致,但计算规模和效率却远远优于后者.因此该方法为大规模复杂结构的动力学分析提供了一条高效、高精度的途径.     

高速机床导轨防护罩片的模态分析与试验

高速机床导轨防护罩是高速数控机床的重要部件,主要用于防止切屑、冷却液对导轨及传动机构的破坏和腐蚀.由于机床防护罩片主要由钣金件组成,其属于轻质量的薄壁件,很容易在电机或外部环境的激励下产生振动和噪声,因此,对罩片振动特性的研究很有必要.为了得到罩片比较真实的模态参数,采用基于ANSYS Workbench的有限元计算与...     

高速动车组车体模态特性分析

针对轨道不平顺及设备运转使高速动车组运行过程中产生复杂的振动、严重降低乘坐舒适性和行驶安全性等问题,对车体进行模态特性分析,以改善车辆的动态响应特性。建立某高速动车组车体有限元模型,计算3种车体不同质量条件下的振动模态,分析设备吊挂位置和吊挂点数目对车体模态频率的影响,得到模态频率和振型的变化规律。在有限元计算的基础上搭建车体模态测试系统,对车体进行模态试验,分析仿真与试验结果的差异及原因,验证数值计算和有限元模型的正确性。结果表明,车体模态频率满足相关设计标准,不同质量的车体低阶模态振型变化趋势一致,吊挂位置对底架垂弯和车体扭转振动频率影响较明显,吊挂点数目增加使车体模态频率逐渐升高。     

高速列车车内客室端部噪声分布特性与声学模态分析

基于现场测试,对高速列车车内客室端部噪声分布特性进行分析研究。结合车内、车下振动分析和车内空腔声学模态计算,明确车内客室端部噪声分布的形成机理,在此基础上提出高速列车车内客室端部噪声问题的改善建议。研究结果表明,高速列车车内客室端部靠窗位置和过道位置的横向距离为1.2~1.7 m,但靠窗位置的噪声却比过道位置大8 dB(A)左右。车内的噪声和车内、车下的振动加速度在111 Hz附近均存在显著的峰值,这个频率正是列车在250 km/h运行速度下的过枕跨参数激振频率。车内空腔声学模态在111 Hz附近基本上表现为横向两侧大、中间小的状态。车体系统的结构振动和车内声学空腔存在相互耦合的关系,最终导致车内客室端部出现这种特殊的噪声分布。相关研究结果可为研究消除或降低高速列车车内异常噪声的措施提供参考。     

基于高速列车转向架系统的数值模型修正

在结构动力学分析中,复杂机械结构动态特性的数值仿真具有重要的意义。研究了基于组合部件分析的高速列车转向架系统的数值模型修正,基于模型相关性分析和灵敏度分析的组件数值模型修正,验证了模型各个部件模型的可靠性和动力学响应的精确性。在有限元模型预修正的基础上,选择合适的待修正参数,进行后续的参数型有限元模型修正。     

高速凸轮机构动力学分析及模态截断

高速凸轮机构广泛应用于车辆、纺织和印刷等机械中,对其进行动力学问题研究是提高机械性能的基础和关键。采用有限元法对凸轮机构柔性构件进行离散化处理,结合模态综合技术和Kane方程建立刚柔耦合凸轮系统动力学模型,所得动力学方程是一个更具一般性的柔性梁类动力学方程,且该方程在模态坐标下更便于计算机求解运算。通过对系统模态分析和动力学方程求解来分析其动态性能,在了解系统动态性能的同时进行模态截断研究。对截取不同阶数的动力学模型进行仿真,分析模态截取阶数对计算精度和计算速度的影响。研究结果对判断实际应用中的高速凸轮系统是否需要进行动力学分析具有重要指导意义,也为该类机构的动力学建模和模态特性研究提供依据。     

基于试验模态分析的某型号动车组齿轮箱有限元模态分析研究

针对动车组齿轮箱未达到强度破坏极限就已损坏的问题,对动车组的驱动部件也是关键部件的齿轮箱进行有限元模态分析及试验模态分析,提出基于试验模态分析方法上的有限元模态分析,建立了试验模态分析方法的理论模型,并利用齿轮箱的试验模态分析结果来验证齿轮箱有限元模态分析结果的可靠性。研究结果表明,试验模态分析方法与有限元模态分析方法得出的结果非常相近,印证了有限元模态分析方法的可靠性,为掌握该型号齿轮箱的动态特性及优化该型号齿轮箱提供了理论及实验依据。     

高速列车混合励磁涡流制动系统的设计与分析

相比于单独磁源励磁的涡流制动方式,混合励磁涡流制动有着可控且节能、适用于多种制动模式等优势。针对高速列车制动时制动功率消耗大的问题,为满足制动安全可靠的需要,根据电磁场原理提出了一种混合励磁轨道涡流制动系统,阐明了机械系统进行制动器的提放动作、电磁系统进行涡流制动的工作过程。通过对电磁系统进行有限元分析(FEM),对速度、气隙、励磁电流等因素对制动力、吸引力的影响进行了讨论,并在此基础上对电磁系统的结构进行了优化。优化结果表明制动系统达到了更好的性能。     

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.     

高速列车轴箱轴承选型分析计算

为统一高速列车轴箱轴承的类型及接口尺寸,通过对不同高速列车轴箱轴承选型情况进行分析,根据SKF轴承计算方法,对三种不同滚子配置形式和接口尺寸的轴承进行额定寿命计算。结果表明,外径为240 mm的圆柱滚子轴承单元是高速列车轴箱用轴承的理想选择。     

基于构件的高速列车车体有限元模型快速生成

高速列车车体属于典型骨架型结构产品.在高速列车车体方案设计阶段为了快速实现设计模型和有限元模型的生成和修改,提出一种基于构件理论的车体快速设计体系.研究了车体零件的定位关系,对车体零件提取构件,应用知识工程和强力拷贝技术建立自顶向下的车体三维模型;并应用车体定位装配关系生成硬点硬线,将三维模型几何数据与来自零件的关联知识通过算法自动生成车体有限元模型,实现车体三维设计模型和有限元仿真模型的快速迭代设计.     

汽轮发电机定子机座振动模态分析与试验研究

针对某型号3MW余热汽轮发电机组的定子共振问题,基于NX平台完成了定子机座的固有频率和相应各阶模态振型的数值计算研究,并通过锤击激振法对样机定子机座进行模态测试;数值计算结果与试验数据的对比分析表明：试验结果与理论分析值吻合程度良好,验证了该样机模型的有效性和有限元模态分析结果的可靠性。     

高速列车室内噪声模拟试验方法与系统

高速列车室内噪声模拟系统完成了声频范围20～20kHz和声压级范围20～120dB噪声的编辑、播放、调控与采集记录,分时模拟试验中声压测量值与实测线路信号误差在允许范围内,验证了该噪声模拟试验系统的有效性与实用性,目前已成功应用到用于评价高速列车听觉舒适性试验中.该系统实现了静态列车模拟动态行驶列车噪声的功能,对后期列车噪声舒适度模拟试验台的优化是一种实践借鉴.     

基于ANSYS的高速轮盘动力学模态分析

简要介绍了有限元法的基本思想、模态分析基本理论以及ANSYS模态分析的步骤.以高速旋转的轮盘为实例,利用ANSYS进行模态分析,得到相应的结果,为进一步研究提供了依据.     

高速列车乘客行为与车内平面布局研究

通过分析高速列车乘客的行为特征,对人因工程在高速列车车厢内平面布局设计中的应用进行了探讨.应用其中的原理研究了乘客行为与车内空间的关系,总结了不同时间段乘客的行为特征,提出了高速列车内饰平面布局建议,为高速列车车厢内平面布局设计提供依据.