基于有限元法的125型摩托车车架结构分析

针对某125摩托车局部振动比较严重，采用有限元分析软件ANSYS，对该款车架进行了结构模态分析，得到车架固有频率和振型。并与该牟架的试验模态分析结果进行比较，认为建立的模型满足设计要求，为后续车架结构优化改进工作奠定了基础。     

基于静动态特性的数控带锯床仿真与优化

针对某型号带锯床在锯切材料过程中存在着振动较大等问题，对其动静态特性进行仿真研究。通过对该带锯床整机锯架部 位的受力平衡分析，确定了双立柱式为该带锯床最合理的布置方式。利用专业有限元分析软件对该带锯床进行了模态以及谐响应分析，得到该带锯床的主要振型 以及整机由于激励的作用而造成的响应，据此对该带锯床进行了优化设计。结果表明：该型号带锯床的单立柱结构布局方式需重新设计为双立柱式；该带锯床一 阶频率较低，需对其进行优化设计；优化后的带锯床性能优于改进前的带锯床。大部分带锯床均可采用文中针对该型号带锯床的静动态特性进行分析与研究的方 法来提高其抗振性能，最终达到提高锯切效率和锯切精度的目的。课题组的研究成果在工程上具有比较高的应用价值。     

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。     

微小卫星模块化结构的动力特性仿真分析

基于微小卫星模块化结构的特点，利用有限元软件ANSYS的梁和壳单元组合，建立应用于动态特性分析的有限元模型，通过10层相似结构的模块模态仿真分析，了解其结构动力特性，确定结构固有频率及振动的薄弱部位，为微小卫星结构优化设计、避免发生共振提供参考资料。     

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。     

扇贝脱壳机特征值屈曲特性分析及优化

为实现扇贝脱壳机轻量化设计，课题组运用ANSYS Workbench 18.0对其进行屈曲特性分析，仿真分析得到屈曲特征值和振型图，确定脱壳机发生失稳时的临界应力值及屈曲发生的位置；在此基础上，基于变密度法优化准则进行拓扑优化，将优化前后的屈曲特性进行对比。拓扑优化结果显示:优化后结构整体减轻了12.5%，最大变形量基本保持一致。该研究在保证结构满足正常工况要求的同时，达到扇贝脱壳机轻量化要求。     

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。     

进港行李转盘轻量化研究

为了减轻行李转盘的质量、降低制造成本，课题组进行了轻量化设计。课题组利用SolidWorks建立了进港行李转盘主要承载部件机架的实体模型，使用ANSYS Workbench模块对机架进行静力学分析与动力学模态分析；对机架中的支撑立板结构进行拓扑优化，根据优化结果对机架进行轻量化设计。仿真结果表明：轻量化后的机架满足设计要求，且质量降低了20.35%。该研究方法实现了轻量化设计的目标，降低了生产制造成本，提升了产品的竞争力。     

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。     

悬链线结构微细立铣刀的动态性能研究

微细立铣刀的动态特性和刚度是衡量刀具性能的重要指标,为提高微细立铣刀刀具的动态特性和刚度,课题组设计了一种悬链线型微细立铣刀,将微细立铣刀锥颈部分设计为悬链线结构,实现刀柄和刃口尺寸的渐变。采用有限元分析的方法,对刃口尺寸D为0.1和0.2 mm的悬链线型、直线型和直线倒圆型3种微细立铣刀结构进行模态分析。分析结果表明：锥颈为悬链线结构的新型微细立铣刀固有频率相对其他两种结构有明显增加。该项研究为提升高刚度微细立铣刀的动态性能提供了设计参考。     

基于响应面法的地震仪调整平台结构优化

为便于实现地震仪调整平台的无人化安装及其水平度的调节，课题组采用响应面法对调整平台进行结构轻量化的设计。在对地震仪调整平台进行静力学分析以及结构参数化基础上，借助参数敏感度分析获得影响其质量、最大等效应力和最大位移形变的关键参数；利用二次多项式响应面法对调整平台进行相关响应面拟合；并采用 MOGA遗传算法全局寻优；对优化前后的调整平台各指标进行对比分析。结果表明：优化后最大等效应力降低41%、薄弱方向的最大位移形变下降56%，同时质量降低了12.8%。该响应面优化设计不仅达到轻量化的效果，又提升了装置刚度和强度。     

弹性点支连续等跨梁的横向振动（Ⅱ）

作者在文献（１）中求得了弹性点支连续等跨梁的固有频率和固有振型。本文对其在匀速移动载荷作用下的动态响应问题利用模态迭进行了求解。另外，关于弹性点支连续等跨梁的振型函数的正交性首次在本文中得到了证明。     

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。     

剪力墙结构动力响应时程分析-考虑地基基础共同作用的框架

采用大型通用有限元软件ANSYS10.0分别建立考虑地基基础共同作用与刚性地基下的框架-剪力墙结构有限元模型,通过对两模型的模态分析与地震响应时程分析,可以得到两模型下的固有频率及上部结构的内力、应力、变形,并对它们进行对比分析。分析比较可知:刚性地基下,结构的动力特性较好,具有良好的自振特性;考虑共同作用,结构的内力、应力、变形较刚性地基下大。实际工程中应考虑地基基础与上部结构的相互影响,使结构安全、适用、经济。     

双索面弯塔宽幅斜拉桥抗震分析

以郑州望龙西双索面弯塔宽幅斜拉桥为研究对象,采用大型有限元软件ANSYS建立桥梁的空间杆系有限元模型,进行了桥梁的动力特性分析,得到其固有频率和振型特点等模态参数;采用时程分析和反应谱法两种不同的方法对宽箱梁斜拉桥的地震响应进行了分析。结果表明：两种分析方法得到的地震响应规律相同,横桥向地震荷载作用对桥梁地震响应影响较大。本文的结果可为同类型桥梁的抗震设计提供理论参考,具有一定的工程应用价值。     

区间参数智能梁结构闭环系统动态特性分析

以区间参数压电智能梁结构为研究对象,建立了基于位移反馈控制结构闭环系统动态特性分析的有限元模型。在材料物理参数和几何尺寸等为区间变量时,分析了结构质量矩阵和刚度矩阵的不确定性。并从求解结构振动动态特性的Rayleigh商出发,利用区间变量运算法则推导出了结构闭环系统固有频率的数字特征表达式。通过算例,考察了区间参数对结构固有频率特性的影响,并验证了所建模型和方法的可行性与合理性。研究结果表明,利用区间系数分析法来研究压电智能梁结构闭环系统的动态特性具有一定的工程应用价值。     

车用永磁同步电机定子模态分析

针对电动汽车运行过程中产生的振动噪声问题,以某车用永磁同步电机为研究对象,运用Ansys Maxwell软件分析电机气隙磁密,得到电机运行的气隙磁场和径向电磁力,再对永磁同步电机的定子进行模态分析,得到定子系统的固有频率,同时采用锤击法结合LMS软件进行模态试验,将有限元仿真和模态试验数据进行对比,验证有限元模态分析的准确性。结果表明,该永磁同步电机的定子结构模态频率和径向电磁力波频率有较大的差异,不会由于电机径向电磁力而产生共振,这项工作为解决电机振动噪声问题和优化汽车NVH性能提供了参考。     

基于ABAQUS的齿轮简化杯状体轻量化设计

为了验证某型号的齿轮简化杯状体构件的使用安全性，并寻求轻量化解决方案，课题组采用有限元软件Pro E进行建模，用Hypermesh进行网格划分，利用ABAQUS软件进行了杯状体构件的模态仿真分析和应力应变仿真分析。根据有限元结果对杯状体底部进行结构优化设计，寻求轻量化解决方案。结果表明：在相关工况下分析得出的最大应力满足许用应力值，此型号的杯状体构件性能安全；所做的拓扑优化设计避开了应力值较大区域，满足安全性要求。本研究为产品进行轻量化设计提供了思路。     

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。     

高频振动下轮轨噪声的特性分析

为了探究高频振动下无砟轨道的轮轨噪声，进行轮轨耦合动力学分析，利用结构导纳结果与轨道不平顺求解频域下竖向轮轨力，将此力作为外部激励求解车轮与轨道有限元模型的振动响应，然后将此振动响应作为声学边界条件并利用边界元法得到轮轨的结构噪声辐射。研究表明，轮轨噪声主要集中在100～4 000 Hz,在2 500 Hz以下时，钢轨对总噪声的贡献量最大，在2 500～4 000 Hz时，车轮的贡献量最大，且列车行驶速度增大，轮轨的最大声压级也逐渐增大；在低频和高频时钢轨质量对轮轨噪声有影响；扣件垂向阻尼越大，轮轨的最大声压级越小。