基于ANSYS 边界约束条件对斜齿轮动力学模态分析的影响

在CATIA和ANSYS软件环境下,分别建立了斜齿圆柱齿轮的三维几何模型和动力学模态分析有限元模型,进而对一定转速、不同边界约束条件下的齿轮进行了模态分析,得到了各阶固有频率和振型。结果表明:不同的边界条件对斜齿轮模态分析影响较大;目前通常采用的边界约束条件与实际情况存在差异,固有频率和振型图均会发生变化;为提高斜齿轮模态分析的精度,应根据实际工作状态确定边界约束条件。     

基于ANSYS Workbench的面齿轮传动固有特性分析

以正交面齿轮传动为研究对象,建立面齿轮传动的有限元模型,运用有限元软件A N S Y S Workbenck对该模型进行模态分析,提取该模型的前6阶固有频率和振型进行分析;并研究压力角、齿数差及面齿轮孔径对面齿轮传动固有频率的影响。研究结果表明:面齿轮传动的模态振型以面齿轮振动为主,面齿轮传动固有频率随压力角、齿数差及面齿轮孔径的增大而增大,其中面齿轮孔径对其影响最大,其次是压力角,而齿数差对其影响不大。     

20CrMnTi割草机齿轮有限元分析

根据割草机的传动需要,确定主、从动齿轮的尺寸参数.在三维建模软件Solidworks中建立主、从动齿轮的三维模型,并进行装配.通过模态分析可获得齿轮前6阶固有频率和振型,分析齿轮的振动特点.将各阶模态固有频率换算成转速并与转轴转速进行比较.     

发动机齿轮室盖板有限元模态分析

针对发动机齿轮室结构,采用有限元分析方法,分析齿轮室的各谐次模态,给出齿轮室各谐次固有模态频率结果。在此基础上对齿轮室结构进行优化分析,进而改善固有频率,降低整机噪声。     

仿生表面形态齿轮的模态分析

在Pro/E中建立了高精度的参数化渐开线直齿圆柱齿轮模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran分析了仿生表面形态齿轮的动力学性能。通过对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行模态分析,分别计算出了其前10阶固有频率和振型。结果表明,与普通齿轮相比,仿生表面形态齿轮各阶最大振幅更小,其固有频率明显降低,且趋势更为平稳,有效地改善了齿轮的动态特性,提高了齿轮的可靠性。     

弧齿锥齿轮的模态分析

以某电动角磨机内齿轮为参照,通过三维机械设计软件SolidWorks构建弧齿锥齿轮模型,运用有限元分析软件ANSYS对齿轮进行模态分析,得到齿轮的固有频率和主振型,为齿轮系统的动态设计提供一定的参考.     

基于ANSYS的弧齿锥齿轮动力学模态分析

以某弧齿锥齿轮为研究对象,运用三维建模软件Pro/E进行参数化建模,并将模型导入有限元软件ANSYS中进行动力学模态分析,得到齿轮在高速运转时的模态特性。研究表明:考虑转度的影响时,齿轮高速旋转下会发生离心刚化效应,并产生预应力;预应力导致弧齿锥齿轮的固有频率和主阵型发生了显著改变。该研究为弧齿锥齿轮的模态研究提供了理论支持和重要参考。     

基于Workbench的直齿轮模态与谐响应分析

为提高齿轮的接触性能,降低齿轮的失效形式,避免轮齿啮合过程中产生共振现象,利用三维建模软件Proe/E进行齿轮的参数化建模及装配仿真,保存副本IGES格式,利用Proe/E与Workbench接口导入到Workbench中,对啮合齿轮实体模型进行模态分析与谐响应分析。通过模态分析,研究啮合齿轮的固有振动特性,得到啮合齿轮前8阶振动固有振型与固有频率,进一步分析共振频率,避免发生共振现象。研究齿轮谐响应分析,在不同频率载荷激励下,得到齿轮啮合的频率响应曲线,分析静态负载、模态负载及阻尼对谐振响应的影响。     

带式啮合介质齿轮传动的模态分析

利用ANSYS软件对普通渐开线齿轮传动系统和带式啮合介质齿轮传动系统进行模态分析。分析结果表明:相比普通渐开线齿轮传动系统,带式啮合介质齿轮传动系统的固有频率增大,使得齿轮更不容易发生共振,柔性介质带的存在明显提高了齿轮传动的动态性能,起到了减振降噪的功能。通过改变介质带的弹性模量、泊松比、厚度等,研究相关参数对齿轮系统动态性能的影响,为介质带的参数选择和优化以及新型齿轮传动系统的设计提供了理论依据。     

基于ANSYS的齿轮装配体模态分析

提出一种用ANSYS分析装配体模态的新方法,针对某履带车辆传动系统高速旋转齿轮求解两种临界状态下的系统频率和主振型,而每种临界状态下的模态都可以用线性模态分析理论求解,系统运行时的固有频率在两者之间.将模态分析结果与AD-AMS运动仿真得到的啮合频率进行比较,分析系统运行时能否发生共振.     

基于模态分析理论的电路模块动态特性

模态分析用于确定设计中的结构及其部件的振动特性,包括结构的固有频率和振型。基于模态分析理论应用有限元软件ANSYS建立了电路模块的有限元模型,并通过模态仿真分析计算得出电路模块的固有频率及其振型。根据模态分析所得结果针对电路模块的薄弱环节进行结构调整,从而改善了电路模块的动态特性,避免了电路模块对外部激振的响应导致产共振或出现有害的振型,提高了电路模块的使用寿命和工作性能。     

基于ANSYS的国产数控机床高速电主轴的仿真分析

为了研究国产数控机床高速电主轴的静、动态性能,通过ANSYS分析软件建立了电主轴的简化有限元模型,对电主轴的静、动态特性参数进行了数值仿真分析;并采用实验模态测试技术验证了有限元模型的有效性和准确性;在此基础上,分析了电主轴支撑跨距对电主轴动态性能的影响规律,确定了电主轴跨距的最优范围.结果表明,有限元仿真与实验模态测试结合,能有效分析电主轴的动态性能,并实现结构的优化.     

基于模态分析的印制电路板振动可靠性研究

采用有限元方法对印制电路板进行了模态分析,依据有效模态质量和模态振型分析了振动环境下配制电路板的薄弱环节．根据印制电路板的特点建立了有限元模型,通过模态分析得到了各阶固有频率与固有振型,然后利用有效模态质量找出了对系统响应影响较大的各阶模态．模态分析结果显示,该印制电路板的固有频率偏低．本文从安装方式和印制电路板材料属性方面分析了提高印制电路板固有频率的方法,通过改进设计能够有效地提高其振动可靠性．     

基于ANSYS的某履带式装甲车悬挂装置的模态分析与改进设计

以履带式装甲车悬挂装置为对象,通过PRO/E建立其三维实体模型,在此基础上建立相应的有限元模型,运用ANSYS有限元软件对悬挂装置进行模态分析.通过ANSYS求解,获得了悬挂装置的前十阶固有振动频率和模态振型.在对结果进行分析的基础上,以降低系统质量,寻找合理的固有频率和振型为目标,对悬挂装置的局部结构进行改进设计,悬挂系统不会共振,系统质量减少,系统动态特性提高.     

Calculation of Circumferential Modal Frequencies of Permanent Magnet Synchronous Motor

永磁同步电机周向模态频率的计算

于慎波,钟双双,赵海宁,夏鹏澎,郭凯

（沈阳工业大学 机械工程学院,沈阳 110870）

创新点说明：

针对定子铁芯、带绕组的定子铁芯、机壳、定子系统的周向模态频率的解析计算提出新的解析公式。并通过与数值和实验结果的对比证明新的解析公式的正确性和有效性。

研究目的：

使定子轭、定子铁芯、带绕组的定子铁芯、机壳、定子系统的周向模态频率的解析计算结果更接近实验结果,从而在电机的设计阶段可以精确的计算其固有频率,使其避免与电机的径向电磁力频率相接近产生共振,进而降低电机的振动噪声。

研究方法：

1）对每一部分的固有频率分别进行解析和数值分析,并把其结果进行对比,相对误差较大的将会提出新的解析计算公式。

2）对定子系统的固有频率进行了实验测试,主要实验仪器是激振器,装有丹麦B&K公司振动噪声测试系统的模态测试软件的计算机,加速度计等。

研究结果：

传统的解析公式计算定子铁芯、带绕组的定子铁芯、机壳、定子系统的固有频率的结果与数值和实验结果相比有较大的误差,因此对传统解析公式分别进行了修正。

1）定子轭：根据传统的解析公式（Hoppe理论）计算定子轭的固有频率,其结果与数值结果相比,相对误差在|7.04%|内,因此,该解析公式没有被修正。

2）定子铁芯：当周向模态阶数m=2时,计算定子铁芯周向模态频率的公式仍是原公式（Hoppe理论）,即 。当周向模态阶数m≥3时,计算定子铁芯周向模态频率的公式变为 ,此时的解析结果与数值结果的最大相对误差从|22.43%|降低为|4.42%|。

3）带绕组的定子铁芯：把原解析公式 修正为 ,此时的解析结果与数值结果的最大相对误差从|14.85%|降低为|4.59%|。

4）机壳：把原解析公式 修正为 ,此时的解析结果与数值结果的最大相对误差从|48.23%|降低为|0.56%|。

5）定子系统：把原解析公式 修正为 ,此时的解析结果与数值结果的最大相对误差从|22.61%|降低为|0.19%|,且解析结果与实验结果的最大相对误差为|2.03%|。

结论：

分别对定子铁芯、带绕组的定子铁芯、机壳以及定子系统的固有频率进行解析和数值分析。由于原解析结果和数值结果的相对误差较大,分别提出了新的解析公式。通过把新的解析结果与数值和实验结果的对比,证明新的解析公式的正确性。

关键词：固有频率;永磁同步电机;解析方法;数值方法;实验方法

     

吉它弦乐结构声振特性的实验分析

基于结构实验模态分析及频谱分析技术，针对国产MG牌吉它进行了结构固有振动特性、弹奏声频谱特性的研究，研究结果表明，实验吉它琴身前主要几阶固有振动频率符合或接近于理想吉它的设计要求，而其固有模态振型则与要求相差悬殊，当琴身结构固有振动频率与琴弦振动频率耦合时，弦振声易产生声波持续时间长、且具有和弦音的效果。     

汾西TFC6905-3型发电机的机体模态分析

利用有限单元法对发电机机体进行建模与模态分析,分别计算在自由无约束状态下和约束状态下的前15阶模态的固有频率和振型.通过动态系统建模与分析,得到了结构模态参数,通过模态实验验证了自由状态下的模态分析法更具合理性.另外,通过模态分析可知,结构的固有频率不仅和材料属性,如重量、刚度、阻尼等有关,同时还与边界约束条件有关.     

风力发电机组风轮的动态特性分析

通过有限元方法对风力发电机的风轮进行动力学建模及模态分析，得到的固有频率与实测值较为一致，因而验证了有限元计算模型的合理性．通过对风轮及单叶片的模态计算、强度计算分析，得到其振型、变形及应力分布，找出结构的薄弱环节，为结构的动力优化设计提供了可靠依据．     

Optimal Structural Modifications of a Gun Tripod for Desired Natural Frequencies

Sensitivity analysis and structural modification techniques are used to investigate the structural modifications of a machine gun tripod which suffers from severe vibration during firing due to the resonance. The finite element analysis and modal test techniques are used to determine the natural frequencies of the machine gun. The sensitivities of natural frequencies with respect to the structural parameters of the tripod are obtained by the method of sensitivity analysis, and they can be used as an indication for the structural modification of the tripod so as to shift the natural frequencies effectively. By the structural modification techniques, finally, the optimal structural modifications of the tripod for desired natural frequencies are made to avoid the resonance, and this optimal structural modification is verified by re-analysis of the modified structure and the vibration contrast between original structure and modified structure. The research resulted in a successful structural modification for desired natural frequencies, which can avoid the resonance and thereby greatly improve the shooting precision of the machine gun during firing.     

摩托车车架的模态分析及优化

运用MSC．Patran／Nastran对某型摩托车车架进行了模态分析，获得其低阶固有频率及振型，并与实验结果对比，验证了所建立有限元模型的正确性，在此基础上，通过灵敏度分析选择设计变量，并以车架重量最轻为目标函数，以固有频率为约束条件，对车架结构进行了优化．