薄壁深沟球轴承模态特性分析

以SKF 61808薄壁深沟球轴承为研究对象,建立了模态分析理论,并基于有限元建立模型分析了轴承系统在自由模态和约束模态下的固有频率及振型。结果表明:在自由模态下61808轴承1阶固有频率远小于6208轴承,容易发生共振;在约束状态下薄壁轴承固有频率明显较大,61808轴承动力学特性更优。自由模态下1阶模态振型主要表现为内外圈弯扭组合变形,约束模态下保持架和钢球变形更明显。并对61808轴承子零件进行模态分析,自由模态下保持架固有频率最小,各零件变形较小。     

再制造变速箱箱体模态锤击试验的柔性支承设计

为了采用锤击法准确获取再制造变速箱箱体的模态参数,需要构建箱体的柔性支承,以获得被试验对象的自由边界。首先,利用SolidWorks对箱体进行三维建模,利用ANSYS Workbench对箱体进行自由边界模态分析,为锤击点、支撑点、传感器布置点提供依据;其次,设计了柔性支承、构建了箱体零件的柔性支承系统;最后,通过试验测试表明该柔性支承系统固有频率低于箱体零件第一阶弹性模态频率的五分之一,表明所设计的柔性支承满足自由边界的要求。     

基于Inventor的光机底座的优化设计

使用Inventor软件建立光机底座三维实体模型,并利用有限元分析模块对零件进行了模态分析得到光机底座的各阶振型和固有频率。通过分析得到的固有频率与设备所受激振频率接近,通过优化底座设计,改变了零件的固有频率。     

闭式静压导轨结构静动态性能分析

闭式液体静压导轨是高精密车床的重要元件,用Solidworks建立精密机床导轨的关键零部件的实体模型,并且利用Workbench对其进行了有限元分析,其中包括静态性能分析和模态分析。静态性能分析得到导轨零件在工作状态下的受力变形云图和应力分布云图,获得零件的最大变形量和最大应力值;模态分析得到了导轨零件各阶的固有频率和振型,分析结果显示各个导轨零件的各阶固有频率均远远大于机床工作的固有频率,能有效避免"共振"现象的发生,能有效满足机床的使用要求。     

数控纵切机床加工细长轴零件动力学分析

细长轴零件在加工过程中的精度难以保证,本文分析普通机床加工过程的难点问题,提出引入数控纵切机床来解决此类零件的加工难题。纵切机床的特点是具备可以作同步进给运动的主、背轴和支承导套部件,介绍细长轴零件振动理论并建立其加工模型,运用有限元分析法对其进行模态分析,得到该零件在典型加工位置的固有频率以及各阶主要模态振型,进而根据固有频率范围对零件进行谐响应分析。通过对所求结果的分析研究,可知数控纵切机床可以保证细长轴零件的加工精度要求。     

汽车仪表板横梁系统固有振动特性研究

测量了横梁系统在车身安装状态下的固有振动特性,并通过有限元计算得出横梁系统的模态参数,结果确定了横梁系统刚度较差的原因与横梁骨架和车身前围板刚度不足有关;然后基于有限元模型分析了横梁系统主要零件的板厚对固有频率、质量的灵敏度,发现不同零件对横梁系统的固有频率和质量影响程度存在差异;最后在OptiStruct中建立数学模型并优化零件板厚,使横梁系统总质量、固有频率和刚度之间得到了较好的平衡,改善了横梁系统的固有振动特性。     

计及热效应的小展弦比机翼气弹稳定性分析

以小展弦比机翼为例，分析其在超声速巡航过程中翼面的气动弹性稳定性。采用分层求解思路，按时间序求解超声速巡航过程瞬态热环境下的翼面温度分布、热模态和颤振边界。分析可知：在根部完全固支条件下，结构各阶固有频率在气动加热初期较常温时均有所提高，随着气动加热的进行，其各阶固有频率却不同程度上发生下降，特别是扭转模态频率；固有频率的下降直接降低气流中机翼弯、扭模态耦合频率，最终降低飞行器的颤振边界；不同的边界约束条件对机翼内部热应力的变化规律影响程度不同，边界约束越少，热应力的变化对结构刚度和颤振边界的影响也越小。     

“铁牛”拖拉机前支座有限元分析

采用有限元法对拖拉机前支座进行静态和模态分析.得出了零件应力分布云图、变形分布云图和前五阶固有频率及振型,为零件的换材提供了可靠的理论依据.     

基于应变模态的液压卡箍松动识别与定位

针对液压管路卡箍松动故障,提出一种基于应变模态变化的卡箍松动识别与定位方法。利用有限元仿真对卡箍在正常安装与松动情况下管道固有频率及应变模态进行分析,并设计基于光纤光栅的应变模态实验测量系统,获取卡箍松动前后的固有频率与应变模态振型并分析其变化规律。结果表明:卡箍松动导致固有频率下降,低阶应变模态振型发生变化,且松动位置附近变化最为显著。根据固有频率与实验应变模态振型的变化可对卡箍松动故障进行识别与定位。     

“铁车”拖拉机前支座有限元分析

采用有限元法及拖拉机前支座进行静态和模态分析,得出了零件应力分布动图,变形分布云图和前五阶固有频率及振型,为零件的换材提供了可靠的理论依据。     

盘式制动器制动噪声分析

针对某型号盘式制动器,应用ABAQUS软件,建立由制动盘、制动支架及两个摩擦块组成的简化有限元模型,通过各零件的自由模态有限元分析,得到各部件的固有频率,并开展其模态的锤击试验,对比验证了简化有限元模型的正确性。基于有效的有限元简化模型和复模态理论,进行复特征值有限元分析,并对比了制动噪声台架试验检测的不稳定频率与有限元分析结果,两者具有较好的一致性。     

磁流变液励磁固化夹持对薄壁件模态参数的影响分析

针对薄壁件加工颤振问题,以磁流变液作为相变装夹材料,研究磁流变液励磁固化夹持对薄壁件模态参数的影响。设计了一套悬臂式薄壁件磁流变液柔性夹具并进行了实验。实验测试了磁流变液的力-位移曲线;基于有限元材料库二次开发,仿真分析了磁流变液夹持下的薄壁零件模态参数变化规律;进行模态敲击实验,验证了薄壁工件模态参数变化规律。仿真与实验结果均表明,随着励磁电流增加,薄壁零件的固有频率增加,系统刚度增大,磁流变液柔性夹具励磁固化夹持效果增强。     

基于有限元法的鼠笼铣加工模态分析

鼠笼是某型航空发动机上的重要零件,该零件属于薄壁件,其结构复杂,精度较高,尤其是鼠笼槽的位置度难以加工保证。某分厂承接该零件的生产加工,该零件在加工鼠笼槽时,因为薄壁结构的原因,铣加工鼠笼槽难以保证槽对基准的位置度,导致零件的一次加工合格率极低。针对这一情况,采用ANSYS软件对鼠笼铣加工鼠笼槽工序进行基于有限元法的模态分析,得出了鼠笼的5阶固有频率,通过控制刀具激振力频率避开零件固有频率的方法,可以让零件在铣削加工中避免刀具与零件发生共振,减小零件变形,从而提高零件的加工精度和一次提交合格率,改善该零件的交付质量。     

基于ANSYS的轮毂模态分析

为了获取轮毂的固有频率,基于ANSYS对轮毂进行模态分析。本文以轮毂为研究对象,首先建立多自由度的无阻尼系统的振动微分方程,然后运用三维设计软件UG建立轮毂模型,通过UG和有限元分析软件ANSYS的接口将模型导入,在ANSYS中划分网格设置约束后进行模态分析,得到其前六阶固有频率以及各阶模态的振型图和位移图。仿真结果表明:基于ANSYS可以精确的找出轮毂的固有频率,通过分析其固有频率,可以避免工作时轮毂发生共振。     

基于逆向工程的凸轮轴模态分析方法

本文以凸轮轴为例介绍了一种基于Geomagic Design X的逆向工程的对零件模态的评估方法,为节约某些零件的开发成本,缩短其开发周期等提供了可行的方案。凸轮轴是内燃机的五大件之一,在内燃机零部件中具有重要地位。由于其功能及使用环境的影响,凸轮轴模态设计不合理时可能导致如异响、异常磨损等现象。本文基于Geomagic Design X对某内燃机凸轮轴进行逆向建模,得到凸轮轴的三维数据模型,利用ANSYS Workbench分析软件,完成了该模型的模态分析计算,得到凸轮轴在自由状态下的固有频率及振型,并将仿真结果与实验结果进行对比,验证了本评估方法的准确性与有效性。     

螺柱焊零件上料机械手结构设计与分析

某型车体螺柱焊工艺生产中需大量使用已装配的专用螺柱焊零件,目前主要由人工进行筛选、上料和装配,装配效率低、出错率高、人工劳动强度大,为此设计了一款用于螺柱焊零件自动化装配系统的上料机械手。基于装配系统结构与最优上料路径,对上料机械手进行了结构设计,基于虚拟样机技术构建了零部件三维模型。同时,利用ANSYS分析软件对关键承载零部件进行了有限元分析,获得其静力学变形结果和应变情况,并对整体结构进行了模态分析,获得其前6阶固有频率和模态振型。仿真结果表明,机械手具有良好的结构稳定性和强度、刚度性能,可应用于螺柱焊零件的平稳上料,为后续的工程应用样机研制奠定了基础。     

基于流固耦合方法的某风扇超声速非失速颤振研究

针对某典型大展弦比风扇的超声速非失速颤振问题,采用基于流固耦合方法的能量累积法,对该风扇转子的超声速非失速颤振现象及颤振边界进行数值分析。研究结果表明,设计转速下的风扇转子叶片在其近效率最大点处发生基于一阶振动模态、IBPA=334.3°的超声速非失速颤振现象;叶片超声速非失速颤振边界的一阶叶片结构固有频率为f=201.68 Hz。     

基于Poly IIR方法的简支梁振动模态分析与研究

分析某振动试验台简支梁的振动模态,首先利用弹性体一维振动理论得到简支梁的振动数学模型。然后利用伯努利-欧拉梁理论计算得到了简支梁振动微分方程,对简支梁设定特定的边界约束条件计算得到各阶模态参数,利用Workbench有限元仿真分析得到简支梁前五阶固有频率与振型,最后用基于Poly IIR的实验模态算法进行了简支梁实验模态参数识别,得到了简支梁横向与扭转模态频率与振型,验证了仿真值与实验值的一致性,最大误差为3%左右,可以为后续梁、板等弹性体复杂结构EMA分析研究提供一定的参考。     

螺栓松动边界下纤维增强复合薄板固有特性分析

通过人工弹簧刚度法对螺栓松动边界下纤维增强复合薄板的固有特性进行了分析。首先,为了研究螺栓松动边界的影响,人为地在复合薄板的约束端引入多组弹簧来模拟不同程度的螺栓松动边界,并建立了此类型边界下复合薄板的理论模型。然后,采用正交多项式法建立薄板自由振动的振型函数,并通过Ritz法对方程进行求解,计算此边界下薄板的固有频率和模态振型,给出具体的计算流程。最后,设计并组配了带有预埋压力传感器的螺栓松动边界下复合薄板的振动测试系统,准确测试了螺栓松动不同程度边界下对应的固有频率和模态振型,将实验结果与理论分析结果进行对比,发现两者的振型形态基本一致,其固有频率的误差在0.08%~7.54%之间,属于误差允许的范围,从而验证了所提出方法的可行性。     

某商用车白车身模态分析及试验边界优化

以某商用车白车身为研究对象,对其进行了自由模态仿真分析,并使用LMS Test.lab对白车身进行自由模态试验。通过仿真分析和试验得到了该白车身的模态参数,发现仿真和试验的固有频率相差较大。随后基于自主设计的气囊工装再次对白车身进行模态试验,试验结果与仿真结果偏差较小。说明模态试验边界对结果影响很大,所设计的气囊工装可有效提升模态试验的准确度,也证明了该建模方法的准确性;模型精度可满足工程实际需求,为白车身的结构设计和动态特性优化提供参考。