基于主动磁轴承的机床切削系统动态特性分析

数控机床在切削过程中其电主轴转子系统的动态特性及刀具端的动态特性不仅决定着工件的表面质量,还决定着数控机床的高速化发展.磁悬浮电主轴是目前高速机床的首选,而基于磁悬浮轴承的电主轴转子系统运行时的动态特性将受到磁轴承等效刚度和阻尼的极大影响.除此之外,切削力系数和切削阻尼也将影响电主轴转子系统及刀具端的动态特性.以主动磁轴承支承的柔性电主轴为研究对象,研究了主动磁轴承等效刚度、阻尼及切削力系数对电主轴转子系统模态及临界转速的影响;分析了主动磁轴承等效刚度、等效阻尼及切削阻尼对刀具端频率响应以及对切削稳定性的影响.研究结果表明,主动磁轴承的等效刚度对电主轴转子的模态频率影响较大;而随着主动磁轴承等效刚度的增大,将增大刀具端频率响应的最大负实部及虚部的位置、最大负实部及虚部的值;而主动磁轴承等效阻尼和切削阻尼仅影响刀具端的频率响应最大负实部及虚部的值的大小,而不影响其发生的位置,且切削阻尼的影响较大;刀具端的频率响应同样也反映了切削的稳定性,这在随后的稳定性分析中得到了验证.对刀具端的动态分析将为切削过程中的振动控制提供一定的基础.     

轮毂轴承预紧力对其固有频率影响的试验

轮毂轴承的预紧力会影响其工作性能和工作寿命,为了研究其作用机理,开展轮毂轴承预紧力对其固有频率影 响的研究显得尤为重要。针对某型号轿车轮毂轴承,搭建了轮毂轴承的正弦扫频激振试验系统,对不同预紧力的轮毂轴 承进行试验,得出结论：轮毂轴承的预紧力对其前3阶固有频率没有影响,第4阶固有频率随着预紧力增大逐渐增大,且 增大趋势随着预紧力增大逐渐变缓。     

碟式分离机支撑条件对转子系统动力学特性影响

为保证蝶式分离机转子系统的稳定性,笔者基于有限元分析软件ANSYS分析转鼓内离心载荷、支承位置与支承刚度对碟式分离机动力学特性的影响,研究固有特性、模态频率和相应振型的变化规律。结果表明：转鼓内流体离心载荷对转子刚度产生显著影响,进而导致各阶模态变化趋势各异;支撑位置和支撑刚度对转子不同阶模态的影响趋势与相应振型有关,当转子部件变形不一致时,部分阶数模态频率可能随支撑位置上移而减小;转子振型在支承位置的径向振幅明显时,支撑刚度对模态频率产生显著影响。研究结果可用于碟式分离机转子系统的设计与优化。     

高温润滑脂轴承寿命试验台主轴临界转速分析

高温润滑脂轴承寿命试验台主轴需要确定其临界转速,以确保其在安全的转速范围工作,不发生共振。文章分析比较了常用的几种临界转速计算方法,采用有限元软件ANSYS对主轴临界转速进行计算。计算过程中考虑了轴承弹性支承对临界转速的影响,并使用弹簧阻尼单元模拟轴承弹性支承。结果表明,试验台最高工作转速远离临界转速,因而不会发生共振现象。     

龙门加工中心动态特性的有限元模态分析与结构优化

为了改善某龙门加工中心的动态特性,对龙门加工中心各主要结合部进行等效处理,建立了龙门加工中心整机有限元模型,对其整机进行模态分析,确定了整机动态性能的薄弱环节。针对滑枕导轨结合部刚度不足提出了2种改进方案,通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,得出采用高刚度的导轨滑块副作为滑枕导轨优选方案。在此基础上针对滑枕抗弯刚度不足提出了3种结构改进方案,再次通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,最终选出了龙门加工中心结构动态特性的最优改进方案。研究表明：机床整机结构的模态分析与结构优选是提高机床动态性能的有效手段。     

雷达天线座传动系统转速波动影响因素分析

为了更深入研究齿轮、轴承系统动力学问题,特别是研究其结构和几何参数对其动力学性能的影响,文中结合实际应用需要,基于某机载雷达天线座传动系统,着重考虑齿轮啮合时的时变刚度、齿轮侧隙以及轴承支撑刚度、摩擦等因素,建立了齿轮、轴、轴承动力学模型,运用数值仿真方法,研究了上述因素对其转速波动的影响.根据上述参数改变对转速波动影响的分析可知,当结构参数调整到一定值时,对转速波动的影响就不再有很大的变化,趋于平稳,此时若再继续调整结构参数就会浪费空间尺寸及重量,尤其是重量和空间都较为苛刻的机载产品,这对齿轮、轴承系统优化设计提供一定的理论依据和方法.     

混砂车搅拌叶轮流固耦合模态分析研究

为了研究流体作用力、离心力及重力等载荷对混砂车搅拌叶轮模态的影响,建立了混砂车搅拌系统的三维模型,分别对叶轮的静态模态和预应力模态进行了分析。结果表明：各载荷对混砂车叶轮模态固有频率影响不大,叶轮在两种工况下固有频率变化较小,最大变化率仅为0.61%;在流固耦合作用下叶轮振型的第2 阶及第3 阶振型最大值有所减小,其他各阶振型最大值无显著增大。     

基于LMS与ANSYS Workbench的排气系统悬置参数的优化设计

为了分析吊耳刚度对排气管振动的影响,提出了一种基于LMS Poly Max及ANSYS Workbench的优化设计方法。首先建立了排气管的三维实体模型以及有限元模型,并对其进行约束模态分析;其次,利用LMS软件对排气系统进行了试验模态分析,通过计算模态与实验模态进行对比,验证模型的正确性;最后,利用修正后的有限元模型,以排气系统的一阶固有频率为优化目标,运用ANSYS Design Explorer对其进行灵敏度分析以及优化设计。优化后发现排气管的一阶固有频率从23.73 Hz提高到34.9 Hz,从而避开了怠速时发动机的激励频率,为排气系统的减震、降噪提供了重要依据。     

欧姆形对称型双螺杆的参数化建模与数值模态分析

针对已有螺杆型线方程参数化建模过程复杂、时间长的问题。根据型线的设计原则与要求,利用坐标系转换,构 建了一种易于参数化建模且密封性、啮合性好的欧姆(Q)形对称型端面型线方程,方程的滚圆相对于节圆的公转角￡,根 据螺杆传动几何关系推导并界定范围;以Visual Basic程序设计语言为开发工具,三维软件SolidWorks为二次开发平台, 实现了螺旋套的参数化实体建模;建立了螺杆的固有特性分析模型,用ANSYS软件对螺杆的轴承处进行了刚性与弹性 约束下的模态分析,并考虑了不同的弹性单元刚度对固有频率的影响。结果表明：弹性约束下螺杆的固有频率明显降 低,2种约束下的振型一致,弹性单元的刚度对弹性约束下的固有频率没有影响。文中研究为双螺杆泵型线改进设计及 螺杆模态分析提供理论依据,大大提高设计效率     

波箔轴承在中频电机气流纺纱机中的应用

本文提出了在悬臂端受有交变干扰力作用的中频电机高速转子的力学模型,得到了运动微分方程式及其特解,从理论上揭示了径向波箔轴承轴糸可以使用平行平板推力轴承的机理。经装机运行试验表明,波箔轴承中频电机气流纺纱器性能良好,所纺纱线完全达到规定质量指标。从而从理论和实践上证实了这种轴承系统适用于受有较小推力载荷的悬臂支承轻载高速机械。     

基于ANSYS Workbench的胶带硫化罐吊装机械手动力学研究

为了研究胶带硫化罐吊装机械手整机的动力学特性,应用有限元分析软件ANSYS Workhench建立有限元模型并 对其进行了静态结构分析、模态分析和谐响应分析,得出了吊装机械手的静态结构应变、前6阶模态和在额定负载作用 下的谐响应特性。通过对结果的分析,找出了该机械手Z轴的刚度和伺服电机的运动参数是影响该机械手稳定性的主 要因素,为后续优化设计和控制系统设计提供了理论依据和参考。     

用动态子结构法求结构固有频率的函数逼近解

本文利用精确的动力凝聚、变频变换代替定频变换，按双协调条件建立一个刚度矩阵和质量矩阵含有特征值参数的特征方程．在求解结构的固有频率时，首先研究了特征值与特征值参数的函数关系，并运用切比雪夫多项式来逼近此非线性函数；再用牛顿法求解非线性方程，得出其固有频率；最后用本方法计算了两个实例．所得结果同精确解和实验结果进行了比较，误差在工程允许范围之内．     

薄壳支架的模态分析

利用有限元理论,对某承受动态载荷产品中的关键支撑件棗支架建立了有限元模型,并进行模态分析,计算了前六阶模态参数(固有频率和模态振型)。通过与试验模态分析的方法获得的模态参数相比较,证明计算结果是合理的,提出了对结构的修改意见以提高结构的动态特性。     

向心透平叶轮振动频率的有限元分析

应用ANSYS有限元软件对一个小型燃气轮机向心涡轮的叶轮固有频率进行了数值分析．基于有限元方法建立了叶轮的振动方程，对方程中非线性的初应力刚度矩阵与离心刚度矩阵采用了线性简化，应用Block—Lanzos法求解振动方程的特征值．结果表明，当叶轮转速上升时，旋转柔化效应使叶轮的低阶振动频率，尤其是第1阶弯振频率不断下降，到某个转速时出现“零频”现象，原高阶静频依次成为低阶频率；第1阶振型发生变化，但是基频大小基本没有变化；整体式叶轮主要振动形式是叶轮的弯扭振动．     

机械振动模态分析的附加质量法

本文研究的附加质量法是识别振动系统模态参数的一种近似方法。这种方法具有简便易行节省费用的优点,而且只需要一般的测振仪器即可进行。该法主要利用结构物在附加微小质量后所引起的各阶固有频率的变化来推算有关的模态参数。本文叙述了附加质量法的实施方法,理论依据及其计算公式,并用模型实验数据验证了它的有效性。     

风力发电塔系统整体建模与模态分析研究

为了判断风力发电塔系统是否能避开共振，需对其进行模态分析。提出了考虑“桨叶—轮毂—机舱—塔筒”耦合的整体建模的方法，可用于风力发电塔系统模态的计算。分别进行了停机阶段、运行阶段和切出阶段的模态分析，对比其频率和固有振型。对比结果表明:三个阶段的频率基本相同，只须验算停机状态下的频率满足规范即可；塔筒的振动形式主要为侧向弯曲振动、前后弯曲振动和扭转振动；桨叶在前十阶的振动形式主要为挥舞振动和摆振，且三桨叶振动存在一定的规律；相对于停机阶段，运行阶段时振型基本相同，切出阶段时振型有较大差异。     

采用加速度输入等效风力发电机组塔筒实测响应方法研究

通过对单自由体系的分析,得到风荷载激励和从基底输入的加速度之间的关系。通过对风力发电塔的模态分析,得到简化为广义单自由体系的广义质量和广义刚度,求得风力发电塔塔顶位移的时程曲线,采用Savitzky-Golay平滑算法和差分法求得顶点的加速度和速度时程,以此求得合成后的等效加速度。对直接合成后的等效加速度进行傅里叶变换,采用低通滤波器剔除高频分量,进行傅里叶逆变化后得到最终等效加速度。有限元分析结果表明,在此等效加速度下的结构响应和已知响应吻合一致,从而为风力发电塔的减振试验在振动台上完成成为可能。