碟式分离机“转鼓—转轴—支承”系统的振动研究

全面推导了“转鼓—转轴—支承”系统的系统振动方程、转轴弯曲振动微分方程及其简化方程、主振型方程和频率方程 ,给出了某型号分离机前三阶临界转速与主振型的计算结果 ,讨论了临界转速的影响因素。文章最后给出了系统共振转速的测试结论和测得的分离机振动频谱图     

胶乳分离机高速转鼓应力研究

鉴于碟式分离机转鼓缺乏应力计算的成熟方法,以胶乳分离机转鼓为对象,研究了静应力特性,建立了力学模 型,分析了载荷与几何约束,构建了有限元模型,分析比较了关键件不同工况下的应力及分布,分析结果表明：转鼓整体 应力水平分布不均匀性明显,转鼓体沉渣区、侧壁等位置局部应力水平很高,转鼓体最大应力的位置,与转鼓体实际裂纹 失效发生部位相符。建模方法、分析结果对转鼓设计、强度评价、结构优化等具有借鉴价值。     

基于ANSYS的弹性支承的悬臂转盘-轴承系统模态分析

针对悬臂转盘系统在高速旋转时的振动、不稳定等现象,建立弹性支承悬臂转盘一轴承系统动力学模型并计算理 论临界转速,应用ANSYS有限元软件对带有预应力的转盘一轴承系统进行了模态分析,分析转盘系统额定转速、轴承支 承刚度、轴承间跨度和转盘厚度对转盘一轴承系统固有频率的影响,得到了各阶固有频率和固有振型。结果显示：额定转 速和轴承支承刚度是影响转盘一轴承系统模态参数的主要因素,在相同工况条件下,同阶固有频率与额定转速成一元三 次方程变化。同时转盘系统固有频率都随着额定转速和轴承支承刚度的增大而增大。     

碟式分离机高速转鼓ANSYS应力分析及实测验证

为了分析碟式分离机的转鼓体应力分布的情况，课题组应用ANSYS有限元分析法建立了转鼓的分析模型。锁环螺纹联接、转鼓内装件都会对转鼓体应力分布及大小产生直接影响，因此，对包含内装件的真实转鼓进行了建模仿真分析。探讨了薄厚碟片组对转鼓体应力场与位移场的影响，并利用光学法数字图像相关（DIC）非接触测量仪器及专用软件，对空载转鼓体外圆壁面的位移场分布进行了实测。研究结果表明：该碟式分离机转鼓体的应变（位移）场的仿真分析结果与实测结果的位移场分布规律相近；转鼓体内侧底部处的应力负荷最大处位于靠近碟片架内侧处；依据实测数据有待对有限元分析模型的建模方法做进一步的改进。研究结果对碟式分离机转鼓的结构优化、复杂组合结构的转鼓总成的有限元建模具有直接的参考作用。     

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.     

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。     

考虑油膜结合面的机床动态特性分析

考虑油膜结合面特性的机床主运动板的动态特性分析,对油膜的刚度分布情况作了3种假设,将假设得到的机床动态特性与不考虑油膜的特性进行比较,并用实验测试数据进行验证正确性。结果表明考虑油膜即结合面的特性对模态分析结果产生不可忽略的影响,其影响效果从第5阶模态振型开始表现明显;油膜刚度成分布幂函数最接近实验测试结果,因此可以看做油膜工作状态下分布的简化函数。     

环状压电超声电机的多频率驱动分析与实验

针对压电超声电机的多频率驱动问题进行研究,设计并制作了利用定子内圆周面驱动的环状压电超声电机,明确了利用行波驱动电机转子的机理。通过有限元计算给出了电机定子所用弯曲模态的振型与位移云图。以计算结果为基础,分析了电机所用的压电陶瓷片的极化分区与定子弯曲模态激发之间的关系,得出了所用的压电陶瓷片能够实现电机多频率转动的结论。完成了所研制的超声电机的多频率驱动实验。实验结果表明,电机能够实现在多频率点的转动。依据本文分析思路,可以对其他结构形式的超声电机的多频率驱动问题进行研究。     

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。     

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。     

钢筋混凝土损伤梁动力特性的有限元分析

以钢筋混凝土梁为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论和结构动力学理论,通过有限元分析,计算得到了不同裂纹状态下梁的固有频率和模态振型,研究了裂纹对梁振动响应的影响。结果表明,损伤结构动力特性对损伤的敏感性并不能简单的归结为高频一定敏感,低频一定不敏感,应视裂缝位置与振型节点关系而论。     

基于ANSYS Workbench的双刀立式车床横梁静动态分析

为了研究双刀立式数控法兰车床的薄弱部位,并对薄弱部位进行静动态分析,为优化设计提供依据。通过 SolidWorks三维软件建立整机三维模型,在ANSYS Workhench中,对整机简化模型进行模态分析,发现横梁是整机中的 主要薄弱零件。取双刀架处于横梁中部位置时为极限工作位置,对横梁进行静态及模态分析,获得横梁的应力应变分 布、固有频率和振型,分析表明：横梁中间位置变形最大,局部刚度分配不均匀,会影响机床的加工精度。通过静动态分 析找出了零件的薄弱部位,为横梁的优化设计提供一定依据     

电动汽车动力电池箱模态分析及结构优化

为解决某型电动汽车电池箱在行驶中发生共振的问题,课题组对该动力电池箱进行有限元建模与模态分析,求解出动力电池箱的模态频率和振型;求解结果与模态试验结果对比分析,验证了有限元模态仿真是准确的。为避免车轮不平衡激励而产生的共振,课题组提出了3种电池箱结构优化方案。仿真分析表明,更改底板材料和增加纵梁结构的方案既实现了结构轻量化,又避免了因路面不平度对动力电池箱产生的共振。该研究为动力电池箱结构的设计与结构优化提供了参考。     

磁悬浮轴承用飞轮电池转子和基体的模态分析

为了使磁悬浮转子在高速旋转时不会发生共振,运用有限元分析软件建立了转子和基体的有限元模型,采用Block Lanczos法计算了其前10阶固有频率和振型。研究结果表明,转子和基体的固有频率相差很大,基体受力变形只有微米级,不会对转子的正常工作产生影响,该有限元模型为柔性转子的设计和优化提供参考价值。     

耦合四连杆机构等效刚度计算

为正确求解簇绒地毯织机转子系统的振动特性（固有频率、振型和临界转速等），课题组采用能量法对针曲柄摇杆机构的等效线刚度和等效转动刚度进行研究。将各转子间耦合单元的曲柄摇杆机构视成多个刚架；对于每一个刚架，施加单位力和单位力矩，采用能量法对等效线刚度和转动刚度进行求解。结果表明：针曲柄摇杆机构的等效线刚度和转动刚度变化较大，随曲柄转动而周期变化的等效刚度不可看做常数，需考虑时变刚度对系统振动特性的影响。该研究为等效刚度的求解提供了一个新思路。     

空调管路系统动态特性研究

针对样机设计、打样阶段的空调管路出现振动、应变超标需反复整改问题，课题组通过对管路进行有限元模态仿真计算出其振型与固有频率；再进行模态测试，将仿真结果与测试值做对比，二者误差较小；通过对管路进行应力及振动测试分析，发现应力、振动的峰值点所对应的频率出现在管路固有频率附近，为共振引起。研究结果表明：在设计阶段通过有限元分析可计算出管路的模态与振型;为管路优化设计提供依据,同时节省了打样与实验成本。     

索承式人行悬索桥自振特性及弯扭耦合特征分析

为了研究索承式人行桥的自振特性及其弯扭耦合特征,以某实际工程为例,采用Midas软件建立了有限元模型,将各振型中横弯分量和扭转分量贡献度的比值定义为弯扭耦合系数β,分析了索承式人行桥振型模态的弯扭耦合特征,以及主缆矢跨比λc、抗风缆矢跨比λw和抗风缆倾角α对自振特性及弯扭耦合特征的影响。研究发现,竖弯振动不存在与其他振型分量的耦合,而横弯和扭转振型存在耦合,且随振动阶数增加,弯扭耦合系数β减小,振型由横弯为主逐渐过渡到以扭转为主;随主缆矢跨比λc减小,弯扭耦合振型频率增大,β减小;随抗风缆矢跨比λw的减小,以横弯为主的弯扭振型(β≥1)频率下降,以扭转为主的则略有增大;增大抗风缆倾角α会使桥梁整体横向刚度下降,但抗扭刚度增加。     

斜拉索-粘性阻尼器系统动力特性分析的模态坐标法

粘性阻尼器是抑制斜拉桥拉索振动的一种有效方式.设计拉索减振系统的一个关键步骤是确定斜拉桥-粘性阻尼器系统的等效阻尼比,因此提出了一种分析这一问题的模态坐标法.通过准确地选取第一振型的振型函数,只需50阶振型就可得到满意的效果.以一根实桥拉索的设计参数为例,应用本方法考察了各种因素对模态阻尼比的影响.     

大客车后视镜振动性能预测与结构优化

客车后视镜是驾驶员判断车周路况的重要依据,为提高客车行驶安全性,需采用有限元分析方法计算求解后视镜的动态特性。采用Hypermesh软件对后视镜做约束模态分析,得到系统的各阶固有频率及振型。利用LMS测试软件,通过锤击法测试计算系统的各阶固有频率及振型以验证仿真模型的有效性。仿真与试验结果表明:后视镜在侧向与垂向的抖动较大,且1阶固有频率偏低,在该频率的激励下易产生共振,影响安全性,需将其控制在规定阈值内。因此对传统后视镜进行结构优化并进行模态分析,仿真结果表明,改进后的结构提高了系统的一阶固有频率,很好地降低了共振的危险性,提升了整车的NVH性能。这为今后设计开发后视镜提供了预测,也为提高客车整车NVH提供了依据。     

轻型货车桥壳振动特性分析

通过有限元分析和试验相结合的方法对桥壳振动特性进行了分析。利用有限元软件对桥壳进行有限元建模,并通过兰索士法进行了桥壳的模态分析。建立了桥壳模态试验方法,采用LMS测试系统对桥壳进行模态试验,并通过模态比例因子(MCF)和模态置信判据(MAC)保证模态试验的可靠性。对比桥壳模态分析与模态试验的频率与振型,得出前5阶模态频率误差在5%以内且模态振型是一致的,桥壳的各阶模态频率均远离路面激振频率,不会发生共振失效现象,桥壳本体中间三角板与包裹半轴部分的桥壳过渡处振动幅度较大。