内压及壁厚对充气支撑结构模态影响的仿真分析

为研究内压及壁厚对充气支撑结构固有频率和振型的影响,对不同壁厚的充气支撑结构施加适量的内压,应用薄壳的无矩理论求解出充气支撑结构的应力,并以此应力作为结构的预应力求解多自由度系统的动力学基本方程进行模态计算,采用兰索斯法提取了结构的固有频率和振型的分析结果.结果表明:在0～5000 Pa的压力范围内,低阶频率几乎不受内压的影响,而高阶振动频率随着内压的增大而增大,内压对结构高阶频率的影响是不可忽视的;内压在影响结构固有频率的同时也改变了结构的振型;低阶频率几乎不受壁厚变化的影响;内压的存在降低了壁厚对结构高阶振动频率的影响.     

SiCp/Al复合材料薄壁板钻削过程中的动力学特性变化研究

应用ABAQUS软件仿真研究钻削过程对高体分小颗粒SiC_p/Al复合材料薄壁板固有特性变化的影响。结果表明:钻削过程中内孔的结构变化对试件固有频率和振型影响不大,钻孔前和钻孔后试件前5阶的固有频率均随厚度的增加呈直线上升趋势。在钻孔直径较小时,钻孔直径对固有频率影响不大;当钻孔直径超过试件边长的1/3时,第1阶固有频率随钻孔直径呈明显上升的趋势,其余4阶固有频率在钻孔直径大于试件边长的1/2后,随钻孔直径的增大而增加;当钻孔直径小于30mm时,试件第1阶固有振型为整体振动,钻孔直径达40mm后,第1阶振型呈弧形局部振动,试件2～5阶为局部振动,且在钻孔直径大于一定值后,振型向局部弧形振动变化。试件厚度对固有振型的影响不大。     

航空液压管道支撑参数优化及试验分析

针对航空液压管道系统减振降噪设计需求,以某固定翼机型的液压管道为研究对象,以支撑参数(刚度、阻尼)为设计变量,以提高系统一阶频率、同时降低管道结构振动应力为目标,进行了动力学优化。优化结果表明,在一定范围内,提升支撑刚度可以提高管道系统一阶频率,避开危险共振区,但同时会增大管道结构应力;通过支撑刚度和阻尼的联合优化,可以在提升系统一阶频率的同时有效降低管道结构应力。根据优化方案结果,进行了管道模态试验,结果表明该优化设计有效提高了管道系统一阶固有频率、避开危险共振区域,提高了管道系统抗振能力。     

2 MW风电塔筒的力学分析和结构优化

针对大型风电塔筒在风轮激励下容易发生共振、导致塔筒结构受损的问题,结合风力塔筒的结构特点及受力特征进行仿真分析.通过建立有限元模型进行静力学分析和模态分析,分别确定了塔筒的最大应力、塔顶位移和固有频率及振型.结果表明:塔筒的应力、位移均符合安全要求,而风轮的激励频率和塔筒的固有频率接近会导致结构发生共振.需对结构进行优...     

大尺寸结构钢胀筒压溃吸能的研究

通过元组件矩阵试验,获取半锥角、壁厚以及定径长等不同结构参数的大尺寸结构钢胀筒压溃吸能的准静态压缩性能数据,分析各个因素对吸能效果的影响.分析结果表明:压溃载荷呈随半锥角增大先减小后增大的趋势,随壁厚增加单调递增并趋于缓和,但对定径长因素变化不敏感.采用ABAQUS/Standard建立压溃吸能结构的有限元模型并进行仿...     

齿条近似法齿廓谐波减速器柔轮静力学分析

以齿条近似法齿廓谐波减速器为研究对象,综合定性分析柔轮结构参数对谐波减速器的静力学影响,建立谐波减速器静力学有限元分析模型,分别从单因素和多因素正交实验方法研究谐波减速器柔轮静力学特性。结果表明:柔轮应力随齿圈宽度和筒长增加而降低,随壁厚和杯底倒角半径增加而增大;影响谐波减速器扭转刚度的结构参数从主到次分别是柔轮壁厚、筒长、杯底倒角、齿宽;而影响柔轮应力的结构参数从主到次分别是筒长、齿宽、柔轮壁厚、杯底倒角。可为齿条近似法齿廓谐波减速器的优化设计提供理论依据和指导。     

一种双螺旋柔性传动机构刚度的有限元分析

柔性传动结构在微创手术器械中有着越来越多的应用,由于其结构的复杂性,很多时候难以通过理论计算分析结构的力学性能。提出了一种双螺旋柔性传动结构,利用有限元软件ABAQUS对双螺旋结构建立了有限元模型,并分析了核直径、螺距、壁厚百分比及槽底半径对双螺旋结构扭转刚度的影响。结果表明,随着核直径、螺距、壁厚和槽底半径的增大扭转刚度增大,且在其他参数不变的情况下,扭转刚度随着壁厚百分比基本呈线性变化,这在双螺旋结构的设计中具有重要指导意义。     

紧急停机工况下风力发电机系统动态特性分析

以NREL 5-MW风力发电机为研究对象,综合考虑叶片和塔筒柔性、随机风载和控制策略,利用Simulink和FAST建立包含结构动力学和空气动力学的风力发电机系统耦合动力学模型。研究叶片卡死故障紧急停机工况下风机动态特性,分析停机时叶片参数对动态特性影响规律。结果表明:叶片卡死故障紧急停机工况下,塔筒底部受到较大反向冲击载荷,塔筒底部绕Y轴最大弯矩随故障叶片在停机初始时刻的方位角呈现周期性变化,变桨速度越大,风轮和塔筒底部受到的载荷也越大,停机时间越短;与正常停机工况相比,叶片卡死故障紧急停机时机舱X方向振动变大,其振动频率除了0.326 Hz塔筒前后(X-X)弯曲频率外,还出现0.668 Hz叶片一阶摆振频率,主轴俯仰力矩增大,塔筒底部绕Y轴最大弯矩及风轮最大推力减小。     

基于ADAMS客车空气悬架振动特性仿真研究

通过试验获取了1T15M-2膜式空气弹簧在不同初始气压下的刚度特性曲线,以空气弹簧的刚度特性曲线为基础,在ADAMS环境下建立了1/4客车空气悬架的多体动力学仿真模型,仿真研究了激振频率与振幅、簧载质量对空气悬架振动特性的影响.仿真结果表明:在保持车身高度不变的前提下,簧载质量的变化对空气悬架固有频率影响不大;在低于共振区范围内,簧载质量的变化对车身加速度的影响不大,但当激振频率高于共振区后,车身加速度随簧载质量的增大而减小,激励振幅的增大对空气悬架位移传递率影响不大,车身加速度随激励振幅的增大而线性增大.     

基于ANSYSWorkbench的风力发电机塔筒模态分析

风力发电机塔筒的模态分析对于避免风机整体共振、提高其安全稳定性具有重要的意义。运用Pro/Engineer软件对塔筒进行三维建模,通过ANSYS Workbench软件对风力发电机塔筒结构进行模态分析和额定风速下的预应力模态分析,从而求解出风力发电机塔筒结构的模态参数,并得到塔筒的固有频率和振型特征,进而评价该风机塔筒的振动特性。     

考虑压力脉动的消防水炮自适应炮头射流系统参数振动研究

消防水炮自适应炮头可根据流体压力和流量变化自动调整炮口开度,从而显著提升其射流性能。考虑自适应炮头射流系统中流体的压力脉动,结合流体体积弹性模量与刚度间的关系,建立基于时变流体刚度的射流系统参数振动动力学模型,采用多尺度法推导脉动激励频率接近射流系统固有频率和固有频率与脉动频率的组合频率时的共振响应公式,分析射流系统的主共振和组合共振响应。结果表明射流系统发生主共振响应时,激励频率占主导成分,且接近一阶固有频率时系统共振幅值最大;射流系统发生组合共振响应时,激励频率与流体刚度波动频率的组合频率对系统响应的影响与流体脉动频率有关;主共振和组合共振将恶化系统的动力学行为。本项研究可为深入探索自适应炮头射流系统的动力学特性,优化不同工况环境下的设计参数提供理论依据。     

船式拖拉机船壳的试验模态研究

针对船式拖拉机样机在试验过程中出现中间轴已疲劳破坏和轴承损坏的现象,拟采用多点激励模态分析方法对其船壳动力学特征参数进行测试。试验研究中采用输出噪声估计模型获得频响函数,利用频域多参考点模态参数辨识方法进行模态参数识别,获得100 Hz以内系统的前7阶固有频率及前三阶模态振型。试验结果表明,船式拖拉机船壳存在较低的一阶固有频率,并且在发动机启动过程中由于变速箱的转动频率和发动机的振动频率分别与船式拖拉机船壳的一、二阶固有模态频率吻合,系统容易引起共振。研究结果为解决中间轴疲劳破坏问题指明了方向,为船壳设计和结构优化提供了理论依据。     

钢及预应力钢筋混凝土风电塔筒模态分析

利用有限元法完成了钢塔筒和预应力塔筒的建模以及模态分析。分析中考虑了轮毂叶片质量偏心的影响,发现两种塔筒的前两阶模态都是侧向摆振,只有钢塔筒从第三阶开始发生了扭转变形。通过比较,在相同的风机型号和塔筒尺寸下,预应力塔筒的第一阶固有频率比钢塔筒大13%,即可以产生更大的位移并能承受更大的应力。此外,两个塔筒的第一阶固有频率均超过叶片激励频率10%,不会发生和叶片的共振,为预应力混凝土塔筒的工程应用提供了理论依据。     

基于ANSYS Workbench的龙门式加工中心横梁的轻量化设计

用Solid Works三维软件建立龙门式加工中心横梁结构的立体几何模型,其中横梁内部的筋板布置采用"O"型筋板,按照分析方案的设计,将三维模型导入到ANSYS Workbench中进行静力学分析以及模态分析,分别得到其静变形参数和前六阶模态振型;通过灵敏度分析得出最终设计变量,就是以横梁上下左右壁厚、中间O型筋板、后壁筋板、两边O型筋板厚度为设计输入变量;以横梁质量、横梁总变形、横梁一阶固有频率为设计输出变量,得到筋板最优尺寸参数。使其横梁结构总变形减少16.02%,1阶固有频率提高2.94%,质量减少129.9 kg,占比8.3%,实现了龙门式加工中心横梁结构的轻量化设计。     

齿轮参数对行星轮系模态的影响

使用Catia对行星轮系进行实体建模,通过有限元分析软件workbench的高效率模型导入功能实现了Catia和Workbench的联合仿真,对行星轮系模型进行动力学模态分析,提取了前9阶固有频率和主振型。在其他参数不变情况下,先对行星轮系中所有齿轮的模数进行改变并对行星轮系进行模态分析,结果表明固有频率随模数增大而减小：在其他参数不变情况下,再对行星轮系中所有齿轮的压力角进行改变并对行星轮系进行模态分析,结果表明固有频率随压力角增大而增大。     

基于有限元理论的某750kW塔筒-基础动力特性分析

建立750kW风力机组塔筒-基础的有限元模型,采用分块Lanczos法对模型的模态进行了分析,在得到了模型的固有频率和振型的基础上,对风轮旋转诱发塔筒的共振进行了分析。研究结果表明,风轮旋转不会引起塔筒与风轮共振。     

篦齿封严气弹稳定性影响因素研究

为探究篦齿封严气弹失稳机制,理论分析了篦齿封严结构动力学与气弹稳定性判定公式,建立了篦齿封严结构动力特性数值求解模型与气弹稳定性求解模型,并验证该了方法的准确性;研究了篦齿环齿间距、壁厚以及转速对篦齿封严固有频率与气弹稳定性的影响规律,揭示了篦齿封严气弹失稳影响机制。研究表明：齿间距、壁厚对固有频率的影响程度随着节径数的增加而增大,对前三阶固有频率影响不大;转速对于第一阶固有频率影响最大;篦齿封严齿间距的增加会导致固有频率和气弹稳定性的下降;篦齿封严壁厚的增加可引起固有频率的升高,并且可以有效改善气弹稳定性;升高转速会引起篦齿环固有频率较明显的增加,对气弹稳定性影响较小。     

风力发电机组塔筒的横向振动分析

结合有限元方法和工程计算对风力发电机组塔筒的横向振动进行分析.通过塔筒固有频率和风振频率的对比,判断塔筒容易发生共振的区域.给出并分析塔筒发生横向振动时塔顶最大位移、惯性力和特征弯矩的简化计算方法,并给出算例.计算了塔筒发生横向振动时的疲劳损伤.结果表明塔筒底部容易因横向振动而发生共振.     

考虑构件偏心时磁场调制型磁齿轮传动系统的主共振

考虑磁场调制型磁齿轮传动系统中内转子偏心,建立了基于时变磁耦合刚度的参数振动动力学模型,采用多尺度法推导了内转子上转矩激励频率接近系统固有频率时的共振响应计算公式,分析了算例系统的主共振响应。结果表明:当转矩波动频率接近系统不同阶固有频率时,产生的共振振幅相差较大,且共振响应中只有一个自由度的振幅很大,而其他自由度振幅很小;系统响应中激励频率占主导成分,而激励频率与磁耦合刚度波动频率的组合频率对系统响应影响很小。较大的主共振会严重恶化系统动力学行为,对其进行研究可以为深入探索该系统的动力学特性、优化不同工况环境下的设计参数提供理论依据。     

齿轮随机参数结构固有频率灵敏度分析

振动的影响会导致由共振引起的结构疲劳失效,而按照随机结构计算更加符合实际.利用随机摄动有限元法,通过计算随机参数前5阶固有频率的灵敏度,来研究齿轮结构参数和几何参数与固有频率的关系,定量分析了各个参数条件对齿轮振动固有频率的影响,实现了有效的结构修改,以达到避免共振的目的.