电机试验平台有限元模态分析

运用ANSYS建立某陀螺稳定平台的三维实体模型,进行合理简化后,建立该平台的有限元模型,采用有限元数值计算方法,计算得到该平台前六阶模态的频率及振型,各阶模态的频率均满足要求,并提出了改善该平台结构动态性能的措施。     

改善减速电机斜齿轮共振问题研究

本文采用ANSYS软件,对减速电机斜齿轮进行了模态有限元分析[1],计算出了斜齿轮的低阶固有振动频率和主振型以及各阶对应的最大变形量和振动应力,得到了各阶振型云图,并对各阶振型云图进行了分析,为改善减速电机斜齿轮的共振问题提供了理论方面支持。     

模态综合法精度分析

模态综合法是研究振动问题的常用方法。本文以均匀直角梁在它本身平面内的弯曲振动问题为例,运用模态综合法,选取不同主振型,分别计算它的平面弯曲振动的前两阶固有频率,比较不同主振型下所得出的近似频率的精度。同时,将模态综合法两种不同振型下的计算结果与有限元法计算结果相比较,通过近似频率的精度比较,来分析不同振型下模态综合法的计算精度。     

汽轮发电机组框架式基础结构振动特性试验研究及分析

本文对某火力发电厂300MW汽轮发电机组框架式基础进行缩尺比为1/8的模型振动试验,通过模型振动试验,根据相似关系换算得到原型结构的自振频率、振型和振动线位移。在模型试验测试中,分别进行了无机组设备质量工况、有机组设备质量工况和扰力点动刚度测试。对测试结果进行分析得知,机组设备质量的施加使得结构的各阶自振频率降低。使用TGFP、SAP2000和ANSYS软件建立模拟轴系影响的计算模型,进行结构的模态和稳态分析,得到了基础结构的自振频率、振型和振动线位移。计算的扰力点幅频曲线与试验结果有较好的吻合。     

钢桁梁悬臂施工状态模态试验及有限元分析

为了获得钢桁梁在悬臂拼装施工状态的振动特性参数,以便对钢桁梁施工阶段的有限元计算模型进行校核;加工制作了某钢桁梁试验模型,采用DASP动态测试系统实测了模型梁的频率和振型,基于实测结果采用有限元计算软件MIDAS对钢桁梁模型进行了有限元分析,间接识别了螺栓的连接刚度。模型试验结果表明:模态试验测得钢桁梁悬臂施工状态的前3阶振型与有限元计算的振型基本吻合;基于修正后的有限元计算模型模态分析结果与实测结果误差小于4%,修正后的模型较好地模拟了结构的实际状态。     

简支T梁桥动力特性分析

运用对某20m简支T梁桥建立有限元模型并进行模态分析，得到其前4阶模态的频率、周期、振型特点，发现20m简支T梁桥的自振特性较好，桥梁横截面抗扭刚度大且不易发生横向弯曲的振型，其主要振型是以竖向弯曲为主，所得结论可为简支梁桥抗震设计提供依据。     

混合动力挖掘机动力系统模态分析及试验研究

针对混合动力挖掘机动力系统振动剧烈导致的部件失效问题,首先利用有限元软件对动力系统进行模态分析,确定系统固有频率和相应的振型,随后通过非接触式扭转振动测试方法对动力系统的扭转振动进行了测试和分析。结合理论分析、试验测试和发动机激励,可以确定动力系统扭转振动是造成部件失效的主要原因。通过改变系统扭转振动固有频率进行对比分析,确定改进方案。实施改进后彻底解决了动力系统的部件失效故障,相关分析和试验结果的正确性得到验证。     

大跨度连续钢桁柔性拱桥自振特性分析

采用MIDAS Civil有限元软件,建立了银川机场黄河特大桥的梁单元模型,并对全桥进行了动力特性分析,结果表明,银川机场黄河特大桥前12阶振型的频率在2.5 Hz以内,基频为0.249 122 Hz,振动频率较低,模态密集,结构整体刚度较大;该桥横向弯曲振动最早出现,横向刚度对该结构的设计起控制作用。     

基于随机子空间法的系杆拱桥模态测试分析

通过对某座采用顶推法施工的大跨径钢管混凝土系杆拱桥进行模态测试,基于随机子空间法进行模态分析,得到了桥梁结构前6阶振动模态参数;采用桥梁结构分析软件MIDAS建立有限元模型并对桥梁进行模态分析,提取了与实测前6阶模态振型相对应的模态参数。经过比较发现,桥梁实测模态振型、自振频率与理论分析结果相吻合,实测系杆拱桥的动力特性满足要求,同时验证了随机子空间法是桥梁结构模态分析的一种有效方法。     

40m单层网格折板结构的动力特性分析

针对单层网格折板结构的动力特性问题,基于通用有限元分析软件,采用子空间迭代法得出该结构自振频率,并分析了各阶振型的特点,分析结果表明:结构二十阶频率具有明显的阶跃性,低阶振型主要表现为围护结构水平方向的振动,并根据各因素对振型和频率的影响程度不同,得出了矢高、边脊线高度、环杆高度、外加质量分别对结构基频的影响大小。     

藏式宫殿建筑门厅结构动力特性识别与有限元模型修正

门厅结构是藏式宫殿建筑地垄结构中唯一的木构架承重结构。由于木构架的残损,可导致其刚度和承载能力均有所降低。为研究某藏式宫殿门厅结构的动力特性及安全性能,通过环境激励下的结构动力特性现场测试识别了门厅结构的东西向和南北向振动的前3阶模态参数。按照实际尺寸建立门厅结构的精细化有限元模型,通过模型设计参数灵敏度分析,确定边界弹簧刚度参数和顺纹承压木构件材性参数作为模型修正参数,基于实测结果采用参数型模型修正方法,使修正后模型的各阶模态频率计算值与实测值的误差小于5%,振型残差小于0.3,振型模态置信准则(modal assurance criterion,MAC)值大于0.9,表明修正后的模型可以较好地反映门厅结构的真实动力特性,可用于后续藏式宫殿门厅结构的状态评估。     

风荷载作用下风电叶片的受力研究

文章对在风荷载作用下的风电叶片进行损伤识别研究,在ANSYS中建立有限元模型,对结构进行模态分析,提取前十阶频率和模态振型,得出风电叶片的振动特性。采用振型分解反应谱法和谱分析技术计算风荷载作用下的风电叶片的动力响应,为以后风电叶片的实时监测做准备。     

变电构架钢管避雷针微风振动研究

基于对不同变电构架避雷针结构的有限元建模与模态分析,对比其前十阶振动频率、振型等动力特性.利用Ruscheweyh模型结合欧洲规范对典型带支座避雷针和联合构架避雷针进行微风振动计算分析,得到每阶起振临界风速与横风向最大位移,进一步分析构架避雷针横风向涡激共振的特点.该结果对避免构架避雷针在工作频率范围内发生涡激共振及估算其涡激共振下各阶横风向最大位移有实际意义;对于风致振动下构架避雷针的结构设计、日常维护和加固改造有一定的参考意义.     

环境激励下某轻型木结构校舍动力特性研究

通过对汶川地震后重建的中国第一所轻型木结构校舍进行跟踪测试,获取结构在环境激励下的加速度响应,分析得到结构的模态参数(自振频率、振型、阻尼比)。汶川地震十周年之际,再次进行测试,利用频域分解法对采集的加速度响应进行分析,得到了宿舍楼、教学楼、食堂的前两阶模态,并将结果与九年前该结构刚投入使用时测得的动力特性进行比较。结果表明:三栋单体结构在使用过程中基本自振频率均略有降低,渗水较为严重的宿舍楼自振频率下降最多,下降了15%,且第二阶振型由原横向振动变为扭转;由抗震缝分隔开的教学楼三个区域的振动之间存在较弱的相互影响;此次测试较首次测试增加了测点数量,识别到了更低的模态;实测得到的阻尼比均小于5%。     

U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖舒适度实测与研究

大跨度楼盖结构人员舒适度控制指标为竖向振动频率及竖向振动加速度。以黑龙江中医药大学文体中心B区的57 m×39 m+57 m×36 m双跨多层（地下1层、地上3层）工程为例,利用环境激励,采用频域法模态拟合方法对该结构进行了现场竖向振动模态测试,获得了该楼盖结构前4阶竖向自振频率、振型及竖向加速度,并采用有限元方法对结果进行了分析与评价。研究结果表明：楼盖竖向1阶振动频率的有限元分析和测试结果均满足现行规范要求;楼盖竖向峰值加速度实测结果满足小于0.005g的要求,不会引起人体的不舒适;有限元方法计算频率比实测结果偏高,是因约束条件不同所致,故设计中需要考虑楼盖与柱的刚性连接。     

空间网架结构的动力性能脉动法测试及分析

为研究某体育场网架结构,利用脉动法对该结构1/10缩尺模型进行了动力特性测试。利用谱分析技术对所采集的数据进行分析,得出该结构的自振频率和各阶振型。根据实际模型,运用ANSYS软件建立有限元计算模型,得到该模型的各阶自振频率和模态的理论值。将试验结果与有限元分析结果进行对比,结果表明:实测结构自振周期小于理论分析值,模态相似。     

某游泳跳水馆钢屋盖结构自振特性和风振动力响应分析

通过对某游泳跳水馆屋盖结构体系的频率和模态分析发现 ,此类斜拉筒壳结构的自振频率密集 ,振型分布很有规律。根据不同模态对整个结构在脉动风作用下应变能的贡献多少来定义模态对结构风振响应的贡献 ,对此屋盖结构选取前 2 0阶振型进行风振响应分析 ,得到了各阶振型对系统能量的贡献 ,对此屋盖结构 ,考虑前 2 0阶振型的影响 ,可满足结构设计的需要 ,但必须考虑各振型之间的耦合。     

海洋立管湿模态振动分析

针对海洋立管的湿模态振动问题,对立管固有频率以及各阶模态的相应振型展开了研究。阐述了模态概念与模态分析的意义,运用ANSYS Workbench中的Acoustic Extension分析模块对海洋立管进行了湿模态振动分析,描述了湿模态建模方法与技巧,得到12阶固有频率与振型。通过与12阶干模态分析结果进行对比,得出两者的区别,表明了湿模态分析在做水下结构振动研究中的不可替代性。通过对立管结构进行优化,计算优化后的结构振动特性,得到的优化结果,证明了优化的可行性。模态分析为研究结构的振动特性、优化结构设计提供了一定的依据,为防止结构的共振提供了一定的参考。     

大跨度U形钢-混凝土组合空腹夹层板楼盖舒适度实测分析

以贵州省博物馆红军长征馆为例,利用环境激励,采用频域法模态拟合方法对该大跨度U形钢-混凝土组合空腹夹层板楼盖进行了现场竖向振动模态测试和人员作用下的舒适度分析,得到了该楼盖结构前6阶竖向自振频率、振型、竖向加速度时程曲线以及实测加速度的最大值,采用有限元分析方法对实测自振频率和振型进行了对比分析。分析结果表明:模态分析中楼盖竖向第1阶自振频率的有限元分析结果和实测结果均满足现行规范要求;舒适度分析中楼盖竖向峰值加速度实测结果满足规范小于0.005g的要求,不会引起人员不适;由于隔墙和约束的原因导致有限元分析结果与实测结果不一样,但是相差大小在正常范围内。     

车辐式索桁架模态分析与试验研究

通过对跨度为60m的圆形车辐式索桁架屋盖按照1:10缩尺模型进行模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个参数变化对结构自振特性的影响,对比分析了前4阶振型的试验结果与理论计算结果。结果发现:结构第1、2阶振型为反对称上下振动,第3阶为内环扭转振动,第4阶为内环相对扭转振动;试验和理论结果误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前4阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。