Analysis of the Behavior of a Square Plate in Free Vibration by FEM in Ansys

In the realization of mechanical structures, achieving stability and balance is a problem commonly encountered by engineers in the field of civil engineering, mechanics, aeronautics, biomechanics and many others. The study of plate behavior is a very sensitive subject because it is part of the structural elements. The study of the dynamic behavior of free vibration structures is done by modal analysis in order to calculate natural frequencies and modal deformations. In this paper, we present the modal analysis of a thin rectangular plate simply supported. The analytical solution of the differential equation is obtained by applying the method of separating the variables. We are talking about the exact solution of the problem to the limit values. However, numerical methods such as the finite element method allow us to approximate these functions with greater accuracy. It is one of the most powerful computational methods for predicting dynamic response in a complex structure subject to arbitrary boundary conditions. The results obtained by MEF through Ansys 15.0 are then compared with those obtained by the analytical method.

BVB3661香蕉筛仿真计算与试验测试模态对比分析

模态振型是振动筛动态分析的重要参数,为了探讨BVB3661香蕉筛的结构动态特性,通过采用与实际工况相似的原则,建立实体模型并进行仿真计算模态分析,通过合理的数据采集方法进行试验模态测试,研究结果表明:试验模态分析的固有频率与仿真计算结果的最大误差范围在8%以内,且对应的固有振型基本一致;仿真计算与试验测试模态与筛机工作频率14.17Hz相差较远,距离相差值均在10%以上,避免了共振现象的发生。改造后BVB3661香蕉筛技术性能指标比原来筛机有了较大提高,筛机运转更加平稳,使用效果和可靠性方面得到了显著提高。

大型潜水轴流泵转子部件湿模态数值模拟

为了得到大型潜水轴流泵在水介质中的模态分布,并分析水介质对结构模态的影响,该文采用UDF二次开发,运用ANSYS WORKBENCH和APDL命令流耦合的方法,对特大型潜水轴流泵的轴系转动部件进行了考虑预应力情况下的湿模态数值模拟,分别计算了定常和非定常状态下预应力和不存在预应力情况下的固有频率和振型,以及转子部件在真空(干模态)和清水介质(湿模态)中的固有频率和振型,研究了预应力和清水介质对结构模态的影响。分析了不同情况下造成模态分布差异的原因,为下一步进行更加复杂的动力学分析、疲劳分析以及结构优化奠定基础。

基于UG和ANSYS软件的瓦楞辊振动与模态分析

为了降低瓦楞机振动噪声,有必要计算瓦楞辊振动模态和测试载荷频率。利用UG创建了瓦楞辊的实体模型及其参数化表示,以及UG与ANSYS之间的专用接口;将UG建立的三维实体模型数据导入到ANSYS中,利用ANSYS的模态分析功能,对瓦楞辊有预载荷不同辊长、无预载荷不同辊长和不同内径的情况进行了模态分析,得到了瓦楞辊3组前10阶模态的固有频率和固有振型数据,并将3组数据与实测载荷频率进行了分析比较,为瓦楞辊的减振降噪提供理论依据。

组件的模态分析和随机振动分析

论述了用ANSYS有限元分析软件对组件进行模态分析和随机振动分析的方法。通过模态分析确定了部件的振动特性即固有频率和振型,它是其他动力分析如频谱分析的起点。通过随机振动分析确定了结构随机振动载荷的结构响应,通过随机振动分析得到结构的3σ定向变形、3σ定向加速度响应、3σ等效应力参数。根据振动响应中的最大应力计算结构的安全裕度,验证其设计能否成功克服共振现象和振动引起的不良效果。通过模态分析和随机振动分析可以优化结构提高可靠性、缩短研制周期。

压力机机身振动特性的模态分析

机身的振型和固有频率与其振动现象的发生有密切联系。为了改善冲压件的加工质量,提高模具的使用寿命和减小振动、避免共振,利用有限元软件ANSYS对JG21压力机机身的振动特性进行模态分析。得出表征机身振动特性的主要的5阶振型、固有频率以及相应的应变分布云图。通过分析其各阶振型的具体特点,总结在机身设计和压力机运行过程中以及分析方法方面应注意的问题。

滚珠丝杠电动伺服机构齿轮的模态分析

齿轮的模态分析是滚珠丝杠电动伺服机构动力学分析的基础。以该伺服机构从动轮为研究对象,对其进行了模态分析,得到了齿轮的固有频率及振型,为该伺服机构的动力学分析和优化设计提供了必要的依据。

磨床床身结构分析与优化设计

磨床床身固有频率是评价床身动态性能的一个重要参数,提高床身的固有频率能有效地提高床身结构刚度。对床身原模型进行模态分析,找出床身结构设计存在的薄弱环节,再对床身进行结构改进,以提高床身的固有频率。通过采用不同的改进方案,比较改进后所取得的结果,得出优化方案,同时也为床身的结构设计提供了理论依据。

9800焦炭塔结构的模态分析和振型研究

某石化公司9800焦炭塔是国内最大的焦炭塔,塔裙连接处采用一种新型的板焊结构,投入使用的一年内,塔裙连接处的应力槽部位出现裂纹。由于生产工艺的要求,焦炭塔的操作条件特别苛刻,因此,对于塔的动力学分析,尤其是进行模态分析得到其固有频率和振型是非常必要的。针对该塔进行模态分析,求得相应的固有频率和振动形式,从而全面地了解结构在操作过程中的自振特性,为进一步分析焦炭塔的动力学响应奠定了基础。

基于ANSYS的高压低噪小流量离心泵泵体的模态分析

在CAD系统中对高压低噪小流量离心泵泵体进行三维实体造型,应用ANSYS软件建立有限元模型并进行仿真计算,并对其进行了模态分析,得出了该类型转子的前10阶固有频率和振型,研究求解泵体的固有特性,为整个系统的动态响应计算和分析奠定基础.分析结果不但为泵的故障诊断、安全运行和振动控制提供了理论依据,还为其结构改进、优化设计提供了重要参数.

装配式凸轮轴悬臂式数控装配机的机架模态分析

利用有限元模态分析方法对装配式凸轮轴悬臂式数控装配机机架的模态特性进行了分析,得到了机架的前十阶固有频率和相应的振型,并对各阶振型进行了分析评价。根据分析结果,对机架的工作台及立柱提出了提高刚度和减轻重量的结构改进设计方案,并对改进后的机架进行了模态分析。结果表明:优化后的机架设计方案减轻了机架的重量并改善了结构的振动特性,提高了设计质量。

磁悬浮直线运动平台的模态分析

提出一种新型大行程磁悬浮直线精密运动平台,为了解其各种工况下的固有频率和振型,从而指导磁浮平台的结构设计及控制器设计,运用有限元软件建立其三维有限元模型,对磁浮平台各部件及整个平台处于不同工况、不同状态下的模态进行深入探讨,揭示磁浮平台在各种工况下模态的变化规律.结果表明,平台薄弱部分或可能影响运行精度的区域在电磁铁支撑上,平台处于悬浮时刚度最低,悬浮体的运动位置对平台整体模态基本无影响,电磁铁支撑刚度需要控制在合理范围内.分析结果为结构优化提供了重要参考.

基于ANSYS的桁架结构模态分析

模态分析是机械结构动力学分析的基础。采用有限单元法,利用ANSYS软件以桁架结构为例进行分析,求得桁架的自由模态参数,并通过加强筋的合理布置,增强桁架的结构刚度,提升固有频率,远离实际工作频率以防止共振。

基于LMS Virtual.Lab的多级离心泵数值模态分析

选取一典型的多级离心泵,采用LMS Virtual.Lab软件进行数值模态分析,基于分块Lanczos法提取多级离心泵叶轮和壳体的固有频率及振型。结果表明:叶轮结构可以有效地避免共振现象。但是壳体的1阶固有频率与激励频率相近,且其第4阶固有频率及第7阶固有频率分别与二次及三次谐波频率相近,这可能会导致共振现象的发生。该多级离心泵壳体的主要振动方式是弯曲变形,进出口处以及出口端盖处变形较大,所以在设计时应该考虑增强这几个部分的刚度以优化其振动特性。

自锚式悬索桥动力特性及结构参数影响规律研究

以浙江省江山市北关大桥———自锚式悬索桥为工程实例,利用大型通用有限元程序ANSYS建立空间有限元模型,并计算了前20阶频率及振型。然后具体探讨分析了恒载、加劲梁刚度、桥塔刚度等结构参数的变化对自锚式混凝土悬索桥动力特性的影响规律,同时对1座虚拟的相同跨径的地锚式悬索桥进行了对比分析,比较了这两类桥的动力特性,得到了一些有意义的结论,可为自锚式悬索桥的固有振动分析、抗风抗震设计提供参考依据。

基于模态分析的机床床身优化设计

为提高平面光学元件抛光机床的加工精度,对其床身进行模态分析,得到机床结构固有的振动特性,实现对机床床身的优化设计。首先,通过3D建模软件构建机床模型,并将其导入ANSYS有限元软件中进行模态分析,得出机床的前几阶固有频率和振型;然后,根据模态分析结果对机床横梁和立柱进行优化设计,得出优化结构;最后,对优化后结构进行模态分析,并将结果与优化前分析结果进行对比。对比可得,优化后的机床床身前三阶固有频率分别提高15.61%、14.63%和16.07%,有效提高机床稳定性,提高工件加工精度。

JW.D3203高速锭子有限元模态分析

以JW.D3203高速运动锭子为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对锭子进行建模,设置材料属性,定义单元类型,划分网格,确定边界条件,得到了锭子的前十阶模态振型图以及固有频率和临界转速.仿真结果有利于对锭子结构优化、避免工作转速达到临界转速产生共振现象.

基于上部结构振动响应的杭州湾大桥桥塔冲刷状态分析

提出了一种基于上部结构振动响应的桥塔冲刷状态分析方法.该方法首先基于理论分析得到的冲刷敏感模态确定传感器布置方案,进而对环境振动(大地脉动)下的桥梁结构加速度数据进行多次采集,并通过对实测数据模态分析得到相应的模态参数变化.通过对比跟踪桥梁上部结构不同构件、不同模态的动力特征变化,对桥塔冲刷发展状态进行评估.在杭州湾大桥桥塔冲刷评估中完成了该方法的实桥应用,对不同构件与模态形式的冲刷敏感程度进行了分析,并利用水下河床三维量测对该冲刷动力评估方法的准确性进行了验证.结果表明,该方法在实际应用中,跟踪上部结构振动响应可以准确高效地识别出桥塔冲刷发展的状态,选择低阶振型或桥塔构件进行跟踪对桥塔冲刷发展更为敏感,且具有经济、便利、无需水下操作的特点.该方法可避免传统冲刷检测技术中常见的水下安装作业,实现桥梁冲刷发展状态的快速诊断,并可融入常规的桥梁检测项目中.

双丝杠驱动直线导轨进给单元轴向刚度与有限元模态分析

双丝杠驱动直线导轨进给单元具有良好的抗振性、高系统刚度以及快速系统响应性等优点,能够有效地抑制数控机床在高速和高加减速情况下产生的振动,因此其在高速和高精类数控机床中的应用日益广泛。基于动力学相关理论,对双丝杠驱动直线导轨进给单元进行了轴向刚度建模,并基于Hertz接触理论推导了各部分的刚度计算公式;以实例计算获得了其各部分刚度的比例关系,找到了影响双丝杠驱动直线导轨进给单元的主要影响因素,获得了螺母位置与进给单元轴向刚度的关系曲线;对采用两端固定支承方式的双丝杠驱动直线导轨进给单元进行了有限元模态分析,得到了螺母处于不同位置处的固有频率和模态振型。结果表明:螺母位置是双丝杠驱动直线导轨进给单元轴向刚度的主要影响因素,当螺母位于丝杠两固定端时的各阶固有频率明显高于螺母位于丝杠中间位置时的各阶固有频率,螺母在中间位置处刚度达到最小,在实际加工过程中要尽量避免在中间位置处进行加工。

多模联振式超声波裂解系统的设计与优化

为了解决传统超声波裂解仪器裂解效率低、交叉污染风险高的问题,开发了多模联振式超声波裂解系统。通过仿真分析,发现球冠结构传振膜的前十阶振动模态的固有频率具有台阶式分布的规律,这为利用传振膜多阶模态的联合共振提供了可能。基于ANSYS模态分析,分别研究了曲率半径、厚度和预载力对传振膜多阶振动模态联合共振特性的影响,并对传振膜的结构参数和预载力进行了优化设计。据此加工制作传振膜,搭建多模联振式超声波裂解实验平台,并验证其裂解效能。生物实验结果显示,本文所设计的多模联振式超声波裂解系统的裂解率高于传统超声波裂解仪器。