基于dyna971的数控镗铣机床动态模拟仿真

落地式数控镗铣机床结构复杂,为保证机床具有良好的动态性能,在开发设计该类机床时要进行整机的动态模拟仿真分析。针对这一要求,提出一种实际设计中实用化程度较高的机床动态模拟仿真思路,首先对数控落地镗铣机床样机进行模态试验,获取床身〖CD*2〗滑座、滑座〖CD*2〗立柱、立柱〖CD*2〗主轴箱等结合面的模态参数,在对模态参数进行有限元方法优化识别后,利用COMBIN14单元模拟优化后的结合部参数建立机床整机有限元模型。在dyna971软件平台对整机有限元模型进行动态模拟仿真,从模拟仿真分析结果可以看出机床在受到外界作用力时,其输出的应力和应变变化波形平稳,说明经过上述分析而设计出的机床具有良好的动态性能。目前,该研究成果已应用于此类型机床的批量生产。     

航空相机的模态分析及轴承模型的修改

为了研究航空相机的动态结构刚度,运用有限元分析和试验相结合的模态分析法获得系统的固有频率和模态振型.应用大型通用有限元软件MSC.Nastran/Patran建立了航空相机的有限元模型,分析得出该相机的固有频率和模态.利用有限元分析结果中的模态振型指导试验模态分析中测点位置的选择,通过试验测得相机系统固有频率的实际值,并与有限元分析结果进行比较,验证了有限元分析的合理性,确定相机结构达到了设计性能指标.在有限元建模中采用改进的线性轴承模型后,降低了系统的计算难度,使有限元分析结果与试验值更加接近.     

基于虚拟仿真技术的车架动态响应特性分析

采用ALGOR有限元分析软件对车架进行模态分析,得出了前10阶振型及固有频率。运用二自由度汽车振动模型,建立了系统的运动微分方程并利用Matlab中的Simulink模块对车架的振动情况做出了仿真。利用路面谱仿真得到的路面激励信号作为输入,对车架进行动力响应模拟,得到了车架在典型路面上的动态响应特性,为车架的结构优化提供了理论依据。     

空间相机桁架结构模态相关性分析

为有效地预示空间相机桁架结构的动态特性，需要对其进行模态相关性分析，目的在于检验分析结果的有效性和准确度，发现结构中的薄弱部位，但由于桁架结构是一复杂的杆板组合结构，计算结果中存在着大量次模态，从而无法与试验结果进行对比。基于上述问题，提出一种利用模态应变能比值来定量区分的方法，从密集的计算模态群中识别出桁架结构的主模态。主模态经模态向量缩减后与试验结果进行比较，鉴定它们之间的总体相关程度，若误差超过规定的界限，则通过调整模型参数、修改模型构型来寻找可能的误差源，反复这一过程，直到有限元模型能够很好地模拟实际结构的主要动态特性为止。分析结果预示了较好的试验和计算模态相关性，验证了有限元模型的有效性，为进一步的响应分析和振动控制设计提供了依据。     

陀螺稳定平台的有限元模态分析

陀螺稳定平台是制导武器的核心部件之一,平台结构性能好坏直接影响制导武器的工作精度和可靠性.应用有限元模态分析理论,对该平台的结构动态特性进行研究,目的是为对平台进行结构动力学修改和结构优化设计提供依据,以便提高平台的工作精度和可靠性.运用uG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,计算得到该平台前七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.     

基于MSC.PATRAN的汽车制动器试验台CAE分析

CAE已经成为现代设计方法的主要手段和工具。利用有限元软件MSC.PATRAN建立了汽车制动器试验台的有限元模型,并对其进行了静力分析和模态分析,为试验台的设计和改进提供了理论依据。     

脉冲等离子体推进系统模态分析和试验验证

利用HyperMesh建立脉冲等离子体推进系统的网格模型,应用Abaqus完成模态分析,采用力锤法进行模态试验,得到脉冲等离子体推进系统的模态和振型。有限元分析和试验测试数据的对比结果表明,脉冲等离子体推进系统有限元模型的模态与实际产品的模态误差在2%以内。分析结果验证推进系统有限元模型的合理性,可为后续正弦振动、随机振动和冲击谱响应分析的正确性提供保障。     

高速电主轴箱体的动态性能分析

该文在Pro／ENGINEER软件中建立机床主轴箱体的三维模型,利用有限元分析软件ANSYS对主轴箱体部件进行动态性能分析,得出了主轴箱体的前五阶固有频率和振型。了解主轴箱体部件的各阶振动模态特点,对于我们研究主轴箱体部件的动态特性十分必要,有利于机床的整体设计。     

摩托车车架挂发动机结构的有限元模态分析

利用大型有限元软件MSC Patran和MSC Nastran对摩托车车架挂发动机结构的有限元动力学特性进行分析,得到该车架的前10阶固有频率和振型,并与Lms模态测试系统测得的模态实验结果相对比,两者之间误差很小,从而验证有限元软件在计算车架挂发动机模态的正确性和可行性. 通过分析进一步了解车架挂发动机模型的动力学特性,发现车架挂发动机的薄弱环节,并提出改进方案.     

高速列车通过声屏障的流固耦合振动响应分析

基于三维、非定常、不可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型,利用计算流体软件FLUENT,对列车通过时路堤声屏障气动力特性进行数值仿真,研究了声屏障上脉动力的变化.建立了高速列车通过路堤声屏障的数值计算模型,采用FLUENT中的滑移网格技术,对声屏障时产生的气动力进行数值模拟,列车速度分别为200km/h、250km/h、300km/h、350km/h.通过计算得到不同列车速度下声屏障上气动力的大小和变化情况,分析了气动力沿声屏障垂向和声屏障纵向的变化规律,并拟合了声屏障压力波幅值与列车速度的关系式.在ANSYS Workbench软件中建立了声屏障的结构计算模型,将声屏障上的气动力作为外部荷载加到声屏障上,对其进行了模态分析和瞬态动力学分析.     

G70B列车油罐液固耦合模态分析

针对列车油罐因列车提速导致液固耦合作用突出的问题,运用ANSYS软件对轻型油罐车G70B型罐体的液固耦合模态响应进行实例分析和计算;建立车载油罐的液固耦合系统有限元模型;对轻型油罐车G70B型罐体进行在不同贮液比时的液固耦合模态分析,得出固有频率和模态振型图.结果表明:不同的贮液比对罐体结构的模态特性影响很大,油罐内液体质量越多,油罐结构耦合振动频率越低.分析结果可以为油罐的结构设计提供参考.     

Dynamic response of a workpiece in turning with continuously varying speed

In order to study the influence of workpiece speed variation on the dynamic response of a workpiece in turning operations, this paper develops a finite element model to describe the lateral vibration of a rotating Euler-beam, in which both axial force and damping effect are included and the workpiece speed changes continuously and periodically. A simplified cutting force model which depends on the feed-rate and workpiece deflection is used along with the proposed finite element model. To solve the obtained finite element equations of a workpiece in turning, the Newmark integration scheme is employed to further discretize the time domain. At each time step the resulting nonlinear equations are solved iteratively. The numerical results show the influence of the workpiece speed variation frequency and amplitude on the dynamic response of turning operations. Also, the suppression of self-excited vibration in turning by changing the workpiece speed periodically is demonstrated by using the present analytical model.     

基于MSC Nastran的前副车架动刚度分析

设计某A级乘用车的前副车架,并用HyperMesh建立其有限元模型,用MSC Nastran的模态频率响应方法对该前副车架进行动刚度分析,得到相关频率的动刚度值.对该前副车架悬置点的动刚度分析可以为车辆NVH性能提供理论参考.     

航天器模态分析-试验体系工程实践研究

传统航天器结构模态试验通常会用来检验结构有限元分析模型,但往往是通过人工调整有限元模型参数来修正模型,分析与试验联系不紧密,影响后续分析结果的精度、研制周期和经费等.为改变航天器模态分析及试验现状,文中介绍了模态分析-试验体系工程研制流程在理论上的可行性,并以某缩比舱段为例,基于Virtualab-Nastran软件平台,完整实施模态分析-试验体系过程,包括预试验分析、模态试验、模型修正等过程,紧密联系模态分析、试验,并依据试验结果准确快速修正有限元模型,使分析结果与试验接近,实现精确建模.     

基于MSC Nastran的矿用电动轮自卸车货箱模态分析

针对矿用电动轮自卸车货箱的动态特性,提出基于模态分析结果的货箱结构改进方法.通过Patran建立货箱结构的有限元模型,应用MSC Nastran对其进行模态分析,得到货箱结构的动态参数.根据模态分析结果对货箱结构进行改进,货箱结构固有频率及振型得到较好的改善,为进一步研究矿用电动轮自卸车货箱的优化设计和预测疲劳寿命奠定基础.     

变截面Z型折叠机翼振动特性的有限元与实验分析

Z型变截面折叠机翼作为一种可变体机翼结构,不同的折叠角对机翼稳定性有着重要的影响,因此研究不同折叠角度下的特性参数对机翼动态稳定性有着重要的意义.本文首先设计加工了Z型变截面可折叠机翼结构的实验模型,通过建立与实验模型相匹配的有限元模型,仿真得到不同折叠角度下机翼的前5阶固有频率和振型,针对不同折叠角度下机翼的固有特性,通过扫频实验得到机翼前5阶固有频率和模态振型,以及横向外激励作用下三段翼的频响曲线,对比分析有限元仿真与实验结果,验证结果的可靠性,这将对机翼结构设计以及特性参数的选取提供参考依据.     

基于特征体系的车身结构模型研究

该文提出了一种新的解决汽车车身结构的强度、刚度和在复杂动态载荷下响应问题的设计思路，即以基于特征体系的三维车身结构模型为核心，在强度、刚度和动态特性等动力学指标与结构特征参量之间建立起直观联系，降低了汽车车身结构设计中的盲目性。与传统的样车试验和单纯的有限元分析相比，可大大提高新车开发和旧车改型的设计效率。文中建立了某微型车的特征模型，并对其进行了理论计算和试验分析，两者在模态振型、固有频率和相对阻尼系数等方面都有较高的一致性，证实了本方法的实用性和可行性。     

高速列车车体结构振动特性分析

为验证某高速列车车下吊挂系统模态与车体模态的匹配关系,以及不同轮轨载荷下振动热点区域的幅频响应特性,用HyperMesh建立车体有限元模型,利用Radioss对模型进行模态、频率响应和谐响应分析,得到整车模态参数和车体各测点的响应变化曲线.结果表明,吊挂设备采用弹性悬挂可大幅增加整备状态下垂向弯曲频率;该车空调平顶处局部刚度大幅下降,吊挂设备的垂向激励频率应该避开24 Hz及其倍频;吊挂设备不宜直接吊挂在地板上.     

A method for controller parameter estimation based on perturbations

Simulation and prediction of eigenfrequencies and mode shapes for active flexible multibody systems is an important task in disciplines such as robotics and aerospace engineering. A challenge is to accurately include both controller effects and flexible body dynamics in a multidisciplinary system model appropriate for modal analysis. A method for performing modal analyses of such systems in a finite element environment was recently developed by the authors. On issue is, however, that for engineers working in a finite element environment, the controller properties are not always explicitly available prior to modal analyses. The authors encountered this problem when working with the design of a particular offshore windmill. The controller for the windmill was delivered in the form of a dynamic link library (dll) from a third party provider, and when performing virtual testing of the windmill design, it was of great importance to use the “real” controller in the form of the provided dll, rather than re-model it in for instance Simulink or EASY5. This paper presents a method for estimating the controller parameters of PID-type controllers when solving the closed-loop eigenvalue problem for active flexible multibody systems in a finite element environment. The method is based on applying incremental changes, perturbations, to relevant system variables while recording reactions from other system variables. In this work, the theory of the method is derived and the method is tested through several numerical examples.