考虑预应力时风扇叶片模态特征分析

简要论述了模态分析的基本理论,建立了风扇叶片的有限元模型,通过对该模型进行模态分析,得到了叶片的固有频率和相应的模态振型,并分析了各阶振型下叶片的振动情况。考虑叶片旋转工作状态下离心力会产生预应力的影响,通过加载旋转力矩,求解了预应力下叶片的固有频率。利用不同转速下叶轮旋转对叶片激振频率的计算,同该状态下有限元计算所得的固有频率比较,分析了叶片的共振特性。     

高温熔盐泵的模态计算与分析

为了研究高温熔盐泵的运行可靠性,基于ANSYS Workbench对熔盐泵结构部件分别进行了无预应力和有预应力的模态计算。基于计算结果对熔盐泵的振动特性进行了分析,并对不同相位下转动和静止部件的固有频率和振幅的变化进行了比较。计算结果表明:无预应力时,转动和静止部件的第1阶和第2阶以及第4阶和第5阶固有频率较为接近,且同阶下,静止部件的固有频率远高于转动部件的固有频率;转动部件和静止部件各阶的固有频率均远离主要的激振频率,可有效避免共振的产生;同阶不同相位下,转动和静止部件的固有频率和振幅变化较小,叶轮相位对熔盐泵模态性能的影响可以忽略;有预应力下静止部件和转动部件的固有频率比无预应力下有小幅提升,且转动部件的增幅较高,其幅度为1.35%;转动部件的模态变形主要集中在叶轮端,而静止部件的进出水管变形更为明显。研究结果可为熔盐泵的开发与结构优化提供一定的参考。     

卧式振动离心脱水机的振动模态

通过卧式振动离心脱水机的振动模态实验研究了机壳及支撑体、筛篮的各阶振动模态、振型及振动轨迹。结果表明:底座与支撑体的第一阶固有频率与离心脱水机稳定运转时振动电机产生的激振力频率比值小于0.54,筛篮的第一阶固有频率与离心脱水机稳定运转时振动电机产生的激振力频率比值大于0.85。振动离心脱水机停机过程中将经过壳体及支撑体、筛篮的共振区。加工物料时,筛篮等组成的振动体对振动电机产生的激振作用力进行了吸振。     

流体激振力对高速泵转子振动特性的影响研究

对高速泵三维流场进行了非定常计算,分析了高速泵内的压力分布情况。研究了高速泵叶轮上的稳态径向力和脉动径向力,分析了流体激振力对高速泵叶轮系统的振动及其轴心轨迹的影响。计算结果表明:泵内部流场的压力分布合理,稳态作用力的计算符合实际数据;瞬态作用力与叶轮和隔舌的干涉流动有很大关系;在脉动激振力作用下,泵转子振动响应谱图中出现了脉动激振力的频率及其谐波频率。     

基于有限元的机械收获开心果的动力学分析

为了提高林果振动收获的作业效率,根据果实在振动过程中的动态响应,研究机械振动采收林果时的最佳激振参数,降低收获时的功耗。该文以开心果振动采收为研究对象,建立果树的三维模型,进行模态分析得出前15阶固有频率和模态振型,并进行了振动响应特性仿真实验。结果表明:果树在10.5Hz、15.3Hz、17.3Hz时振型响应一致性较好,且双体多向性加载方式更适合开心果的振动采收。通过线性分析增大激振力以达到果实脱落条件比不断提高力作用点高度更为高效。同时激振频率为10～12Hz,振动载荷为1600N时可以确保大多数果实脱落。该研究可为林果振动收获机械设计提供理论参考。     

车用柴油机机体及油底壳的动态特性分析

采用脉冲激振模态试验和有限元模态分析对某车用柴油机机体和油底壳进行了模态分析,得到了其主要固有频率和模态,分析了主要激励源特征和结构响应特征,提出结构优化方向,为进一步的强迫振动和噪声分析奠定了基础.     

某轻型火炮高平机模态分析

采用有限元法和软件ANSYS Workbench建立了某轻型火炮高平机的有限元模型,通过对高平机结构的模态分析得到了其固有频率和振型。与外部激振频率的比对评估显示,高平机前6阶模态固有频率相对较高,且在路面激励、发射引起的激振共振频率范围之外。研究结果表明高平机满足动态特性条件,这为后续进行高平机的设计改进和振动特性优化提供了依据。     

短时脉冲激励下隧道振动响应与模态参数识别

为了研究短时脉冲激振力下隧道结构振动响应及有效地提取隧道结构的模态特征。首先分析了锤击作用下的不同短时脉冲激振力精度及其频域特性,其次将短时脉冲激振力应用于上海地铁12号某盾构隧道进行了现场动力测试,最后分析了脉冲激振与隧道结构响应之间的传递函数,并结合随机减量、正交多项式法及自回归滑动平均模型法有效地提取隧道结构的模态参数。结果表明:短时脉冲激振力的中低频振动信号在隧道结构中传递特性较好,传递距离较远。隧道结构的模态频率呈现明显低频特征,前10阶模态频率在100 Hz以下。因此,短时脉冲激振力能够很好地应用于隧道动力测试及模态识别,可为基于模态特征的隧道结构损伤识别及健康监测多个研究领域提供有效的支撑和参考依据。     

缘板干摩擦阻尼器叶片减振实验研究

为了减小叶片振动,在叶片缘板部位设置干摩擦阻尼器,以引入外加阻尼。本文介绍缘板干摩擦阻尼器叶片减振实验研究方法;针对带阻尼器的单叶片、双叶片,在3种激振力、9种正压力情况下,进行1阶弯曲、1阶扭转、2阶弯曲强迫振动实验;对试验结果进行分析,获得阻尼器对不同振型下振动响应和谐振频率的基本影响规律。实验结果表明:干摩擦阻尼器对1阶弯曲、1阶扭转振动有一定的减振效果;对2阶弯曲振动没有减振作用。     

基于ABAQUS的离心叶轮力学性能研究

介绍了离心叶轮疲劳破坏的原因,利用有限元方法,通过对离心叶轮模态与尾流激振响应分析,研究了离心叶轮是否发生轮盘叶片耦合振动及单只叶片振动,得到危险工况点,计算出离心力、稳态气流力及非稳态交变应力,运用Goodman的方法修正载荷谱,并计算出疲劳寿命。     

基于有限单元法的热风阀阀体模态和谐响应分析

采用有限元分析软件ANSYS对热风阀阀体进行了模态分析和谐响应分析。给出了阀体前4阶的固有频率和振型，并得出了前四阶固有频率下激振力和动应力问的关系。该分析方法和结论为阀体的消除焊接残余应力振动时效工艺提供了理论依据。     

大型活塞压缩机曲轴振动分析（一）——模态分析

随着往复压缩机向大型化和高速化方向发展,曲轴因扭振而产生破坏的可能性在迅速增大,对压缩机曲轴扭振研究的要求越来越迫切。而影响曲轴扭振的最主要因素是曲轴的模态。以某大型压缩机曲轴为例,对曲轴进行简化,利用ANSYS软件以Timoshenko 3-节点梁单元为基础,考虑轴承油膜的作用,对压缩机曲轴模态进行了计算。该模型还可以用来对曲轴进行谐响应分析和强迫振动分析。利用Lanzos方法提取了曲轴前7阶模态,结果显示曲轴的第一阶模态为29.073Hz,振型为整体扭转振动。考虑吸排气过程中气阀阀片运动产生的气流脉动对激振力的影响,对激振力进行傅里叶分解,得出激振力的功率谱密度图,以判断该曲轴在工作条件下是否会发生扭转共振。     

流固耦合作用下空间导叶式离心泵叶轮湿模态分析

研究流固耦合作用下流体机械叶轮的湿模态分析,对避免水泵共振和保证水泵的安全运行具有重要意义。本文以某空间导叶式离心泵为研究对象,运用ANSYS Workbench软件,研究了叶轮部件在空气和水环境中的干湿模态特性,分析了流固耦合作用对叶轮部件固有频率和模态振型的影响。同时,结合流体机械动静干涉的原理,讨论了离心泵叶轮的共振特性与原因。研究表明:在水体附加质量和附加阻尼的作用下,叶轮各个阶次的固有频率大幅降低,模态振型的幅值受到水体的抑制作用有所降低;水环境下叶轮降低的固有频率与激振力频率不再相近,进而抑制了叶轮共振模态的激发;叶轮在不同流体环境下的固有频率与流体声速密切相关,声速越低,固有频率越小。     

机床振动方面托贝斯学派研究成果简介

一、引言机床是一种机械结构,工作时受交变力作用就要“响应”。当交变力的频率与机床结构的某一固有频率相接近时,机床就要产生共振现象,这就是强迫振动。切削过程中产生的交变力往往会引起自激振动,通常简称为颤振。颤振不仅机理复杂,而且危害性更大,因它不象强迫振动那样易于“对症下药”。颤振使加工质量恶化,功率消耗倍增,甚至导致刀具和机     

某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故分析与改进研究

本文研究了某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故。分析了该叶片发生断裂的原因,发现该事故主要是由于叶轮固有频率与进口导叶尾迹频率接近发生共振引起的。在此分析基础上,提出了以下改进措施：一方面通过增加叶片厚度来改变叶轮固有频率,以避开进口导叶尾迹频率;另一方面,同时通过叶片进口处沿轴向切除14.4mm,以减小进口导叶尾流激振力。到目前为止,改进后的叶轮现场运行情况良好。     

发电机组油箱振动优化分析

为了在发电机组开发阶段规避设计带来的共振风险,通过样机台架试验测得机组底部最大振动加速度幅值为1.06 g,振动频率为60 Hz。利用有限元分析软件Abaqus建立发电机组油箱的模态分析和扫频分析模型,分别对油箱空装、2/3装油量、满装油量3种状态的模态特性进行分析。油箱空装状态的第7阶和第11阶模态接近2倍和3倍的激励频率,而扫频分析的2倍和3倍激励频率点的油箱应力峰值超过了材料的极限强度,说明油箱存在共振风险。因此,利用Abaqus和Tosca联合对油箱进行形貌优化,将油箱的第7阶固有频率提升至124.17 Hz、第11阶固有频率提升至193.07 Hz后,2倍和3倍扫频点的应力幅值明显减小,从而有效地避免了在开发设计阶段油箱的共振风险。     

SiC_p/Al复合材料薄壁板谐响应动力学研究

运用ANSYS14.0软件对SiC_p/Al复合材料平板结构薄壁件的共振特性进行谐响应动力学分析,研究了激振力大小、激振力施加位置对试件共振特性的影响。结果表明:SiC_p/Al复合材料薄壁板第2阶振型为薄壁板自由端两边角的局部振动,发生共振时振幅最大;试件发生共振时的振动幅值、速度和加速度随激振力幅值的增加而增加;激振力施加位置直接影响试件发生共振时的振动幅值,其中高度方向上施加激振力的位置对试件振幅的影响更大。     

立式加工中心床身结构动态特性有限元分析

以某立式加工中心床身为研究对象,对床身结构动态特性进行了研究。运用ANSYS有限元分析软件对其进行了模态分析,得出床身结构的前8阶模态频率及振型,在此基础上对其进行了谐响应分析,得到床身结构受外界激振力作用下的幅值频率响应曲线。结果表明:床身结构的各阶固有频率均大于机床的工作频率,激振力频率与床身结构的1、4阶固有频率接近时,床身容易发生共振。该床身结构具有较好的动态特性,验证了床身结构设计的合理性,为床身结构的优化设计提供了理论依据。     

离心式压缩机叶轮非定常流动特性及动力响应研究进展

评述了近年来关于离心式压缩机叶轮在非定常气流激振状态下的流动特性及动力响应的研究进展。在流体动力学方面,总结了叶轮内部流场在非定常工况下的脉动和不稳定特性研究;在固体动力学方面,总结了在瞬态流场激振下的叶轮动力响应分析方法。指出应在气动载荷特性分析的基础上,深入研究流-固耦合激振机理、振动响应随流动特性的变化规律,开发高效、可靠的叶轮随机振动响应分析方法,为大型压缩机叶轮的疲劳设计、损伤评定和寿命预估打下基础。     

某叶片式机油泵固有频率特性分析与试验

建立了某型叶片式机油泵的有限元模型,分别对自由模态和约束模态的前6阶固有频率和振型进行了仿真分析,发现在泵体与泵盖连接处及限压阀附近振动变形较大。将模态分析结果与发动机激振频率及链轮啮合频率进行比较,分析出在发动机转速为5 000 r/min时机油泵第1阶固有频率与链轮啮合频率相近,在此工况下会发生共振现象。对叶片式机油泵进行了模态试验,仿真得到的固有频率与试验测试得到频率吻合良好,证明仿真模拟结果能够反映机油泵的实际工况,为叶片式机油泵振动特性分析及产品设计提供了依据。