激光追踪测量系统机械结构模态参数影响

为了避免激光追踪测量系统机械结构在工作状态与电机产生共振现象,保证激光追踪测量系统的测量精度,本文提出了一种分析激光追踪测量系统机械结构模态参数影响的方法。基于两自由度的激光追踪测量系统机械结构,根据有限元法的模态分析理论,分析了结构材料密度、弹性模量和不同材料对系统固有频率的影响。研究结果表明:系统的固有频率随着结构密度的增大而增大,随着结构刚度的增大而减小,不同材料的影响差异较大;采用粘贴的固定方式可以增加系统的稳定性,有效保障系统的测量精度。本文的研究为激光追踪测量机械结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报,以及结构动力特性的优化设计提供了依据。

提升钢弹簧浮置板轨道稳定性的抑振调频装置研究

在轨道板上安装抑振调频装置是提高钢弹簧浮置板轨道稳定性的有效措施。基于有限元方法与车辆-轨道耦合动力学理论,建立考虑抑振调频装置的车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,计算分析抑振调频装置刚度、阻尼和预紧力3个关键参数对钢弹簧浮置板轨道自身稳定性、减振效果及行车平稳性的影响。结果表明:抑振调频装置可有效抑制浮置板轨道振动,调节轨道板固有频率;轨道板位移频响幅值随抑振调频装置刚度、阻尼的增大呈指数规律减小,受预紧力影响不明显,当刚度在0~10 kN·mm^(-1)、阻尼在0~100 kN·s·m^(-1)范围变化时,抑振调频装置的调节效果显著且易实现;增大抑振调频装置的刚度、阻尼和预紧力均可有效降低轨道系统和车辆的振动加速度,但各自的作用不同,刚度最为明显,其次是阻尼,预紧力较小;在钢弹簧浮置板轨道上设置刚度为6.5 kN·mm^(-1)、预紧力为2 kN、阻尼为60 kN·s·m^(-1)的抑振调频装置后,基底加速度较减振扣件轨道和未安装抑振调频装置的浮置板轨道分别降低了74.5%和15.6%,有效提高了轨道系统的稳定性。

空气钻井条件下钻柱振动特性研究

空气钻井过程中钻柱损坏问题严重,直接影响到了钻井成本并威胁钻井安全,共振是引起钻柱失效的主要原因之一,故需要对其振动特性进行分析和研究。为此,在理论分析的基础上,建立了钻柱振动有限元模型,利用AN-SYS软件对空气钻井钻柱振动特性进行了数值模拟。研究结果表明:扭转和纵向振动固有频率数值较大,共振区域窄;横向振动固有频率很小且各阶频率间隔小,共振区域宽;钻柱扭转、纵向振动和横向振动特性受钻柱长度影响很大;空气钻井中钻柱纵向振动和横向振动的固有频率比常规钻井中钻柱振动的固有频率要高很多。谐响应分析结果表明:钻井液的存在使钻柱低频共振响应显著加强,而高频共振减弱;钻井液对钻柱安全有着积极的影响。在进行空气钻井时,需要根据不同的钻柱长度和钻柱组合,动态选择合理的转盘转速。该研究成果对空气钻井转速优选具有一定的指导意义。

基于ANSYS的U型波纹管参数计算与分析

通过对U型波纹管的有限元分析,计算了波纹管在壁厚、波高、波距、直径等不同几何参数下的轴向刚度,同时对不同几何参数的波纹管进行了模态分析,给出了频率影响曲线.依据有限元计算结果,得出波纹管几何参数对其性能的影响规律,结果表明,波纹管波高增大时刚度减小而应力也随之降低,壁厚、波距和直径对刚度的影响却相反,而波纹管的波高和壁厚对固有频率的影响较大.

基于有限元法的桥式起重机桥架模态分析

桥式起重机在工作时由于振动或冲击会引起共振、疲劳破坏等现象,对机械装备寿命影响极大。针对设计中的桥式起重机结构进行有限元模态分析,得出了各阶模态下主梁的固有频率和固有振型,从动态刚性对该起重机的设计进行评价,利用分析所得到的参数,修改有限元模型使这些固有频率离开外激振力的频率可以避免发生共振。

基于传递矩阵与有限元法对陶瓷电主轴转子动态特性的分析

目的求解170SD30-SY无内圈陶瓷电主轴转子的固有频率,分析转子动态特性.方法利用Prohl传递矩阵法、有限元法对陶瓷电主轴转子进行了固有频率的计算和仿真分析,并绘制位移与频率、刚度与频率曲线,对陶瓷电主轴转子动态特性进行分析.结果通过Prohl传递矩阵法求解的结果与有限元仿真结果对比,固有频率误差最大为12%,有限元分析得出转子前四阶振型,主轴前端振动范围及刚度与固有频率的变化趋势,从而便于研究预紧与振动之间的关系.结论通过计算与仿真验证,证实两种方法的可行性及有限元法便于求解分析,得出陶瓷电主轴的固有频率高于普通钢轴,增加刚度有利于固有频率的提高,为陶瓷电主轴转子的动态特性分析提供充分依据.

刮板输送机链轮的有限元模态分析

运用有限元分析软件ANSYS对刮板输送机的重要部件链轮进行模态分析,得到了链轮的前10阶固有频率和振型。并分析了齿宽与齿厚尺寸对链轮固有频率的影响,其分析结果为刮板输送机的动力学优化设计提供了理论依据。

兆瓦级风力发电机组的模态分析

为确保兆瓦级风力发电机组的稳定运行,采用了ANSYS通用有限元软件对其进行了模态分析,并对风力发电机组模型进行了合理的简化及边界条件的选择.采用壳单元对筒形塔架进行分析;在塔架可能出现应力集中的区域或应力梯度高的区域单元布置较密网格,在应力变化平缓的区域布置较稀疏网格;叶片的刚度采用等效刚度来代替.分析结果表明,兆瓦级风力发电机组的固有频率没有与风轮的激励频率重合,在该设计条件下可以实现稳定运行.

单级齿轮传动系统有限元节点动力学模型及高速动态性能分析

研究用有限元节点建模方法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应的单级齿轮传动系统动力学模型,计算得到系统固有特性,与有限元软件和试验测量得到的结果进行对比,三种方法得到的系统固有频率具有一致性,验证有限元节点动力学模型有效性。由转子动力学稳定性理论计算得到系统的涡动临界转速等高速动态性能参数与响应特征,建立的齿轮轴系动力学模型为高速齿轮系统的设计及稳定性分析提供了基础参考。

潜艇耐压壳体稳定性的振动监测技术

本文通过实艇的强度、稳定性分析,论述了丧失舱段总稳定性是潜艇耐压壳体在深潜时的主要破坏模式,振动固有频率是表征其稳定性储备的特征量。模拟实际潜艇结构、装载、安装的设备、制造公差及腐蚀等进行了一系列的计算和实验验证。所有结果证明通过振动固有频率进行稳定性监测的可行性,据此提出了监测装置的组成。

基于ANSYS/Workbench多层有加强U形波纹管固有频率的计算

研究多层有加强U形波纹管轴向固有频率的有限元计算,并与经验公式和试验结果相比较,验证了多层波纹管有限元模型的正确性。

渐开线齿轮模态分析

建立了渐开线齿轮的精确模型,分析了齿轮参数对固有振动特性等的影响,所得结论反映了齿轮的动力学性能,为振动响应求解做了必要的准备.

基于ANSYS软件的弧面凸轮分度箱输出轴的模态分析

以弧面凸轮分度箱输出轴为研究对象,以ANSYS10.0为分析软件平台对该输出轴进行模态分析。分析了该输出轴的多阶固有频率、振型模态、相对位移和相对等效应力,得到了等值线图,并对分析结果作了初步探讨。为弧面凸轮分度箱的动力学分析提供了必要的依据。

具有二氧化硅温度补偿层的薄膜体声波谐振器的建模与分析(英文)

薄膜体声波谐振器(FBAR)的谐振频率会受到外界环境温度的影响而产生漂移,对于FBAR滤波器而言,这种温度-频率漂移特性会导致其中心频率、插入损耗、带内纹波等性能发生变化,降低其在电学应用中的可靠性。应用ANSYS有限元分析软件,对一个典型Mo-AlN-Mo三层结构的FBAR进行了温度-频率漂移特性的仿真,得到其在[-50℃,150℃]温度范围内的频率温度系数(TCF)约为-35×10-6/℃。在FBAR叠层薄膜结构中添加了一层具有正温度系数的二氧化硅温度补偿层,分析了该补偿层厚度对FBAR的温度-频率漂移特性、谐振频率和机电耦合特性的影响。设计了具有一层二氧化硅温度补偿层的FBAR叠层,由Mo/AlN/SiO2/Mo多层薄膜构成,仿真得到其频率温度系数为0.872×10-6/℃;与没有温度补偿层的FBAR相比,温度稳定性得以显著改善。

含裂纹悬臂板的动力特性研究

研究了根部含裂纹悬臂矩形弹性薄板的动力特性。讨论了由窄裂缝代替裂纹，将裂缝边缘作为自由边界处理的可行性，继而导出了一种用常规有限元求解含裂纹悬臂板固有特性的处理方法，并计算出不同裂纹长度时板的固有频率，其结果与实验值吻合良好。说明了用计算频率可以代替裂纹扩展的监控。

基于振动冲击响应法的生物力学等效仿真软质材料的力学性能测试与分析

生物力学等效仿真软质材料力学性能的研究是研制动态仿真假人过程中的重要课题。针对软质材料硬度低、模量小和极易变形等特点,以纵向振动理论和共振原理为基础,提出了采用动态振动冲击响应试验法测试硅橡胶基软质材料的力学性能,搭建了软质材料力学性能的振动冲击测试平台,分析了对测试结果可能存在的影响因素。并对3组不同硬度的硅橡胶基圆柱形试件进行了测试,求得其固有频率和弹性模量。在试验的基础上,应用有限元软件对试件进行模态分析,提取出试件的1阶固有频率。将此参数与试验结果对比,两者误差很小,验证了所提方法的有效性和可行性。测试结果还表明软质圆柱形试件的固有频率与其长度成反比,与硬度成正比,这一结论对于软质圆柱形试件的动态分析研究有着重要的意义。

新型球式稳定平台内框架的模态分析与优化

针对新型球式稳定平台光电设备视轴稳定的问题和其内框架动态性能的研究,通过Pro/E软件建立了内框架与光电设备的装配三维模型,利用ANSYS Workbench软件,对新型球式稳定平台内框架进行了有限元分析。通过对内框架和光电设备进行有限元网格划分、设置各项材料参数、添加边界条件等一系列步骤,计算出了内框架的前五阶固有频率和振型,在前五阶模态振型云图中找出了内框架最薄弱的部分,从而检查出所设计的新型球式稳定平台不在关心的频率范围内发生共振,符合设计要求。研究结果表明,有限元模态分析对于优化系统的动态性能是十分有效的,它能够确保新型球式跟踪平台远离共振失效。根据计算结果提出修改意见,可以为以后新型球式稳定平台的整体动态性能的优化改善提供理论基础。

钢板结构损伤对其动力特性的影响研究

应用有限元仿真法 ,对带有裂纹损伤钢板结构的裂纹长度和位置对结构不同阶频率和模态的影响进行了分析 ,并与理论结果进行了比较 ,得到了带伤钢板结构动态特性的一般规律 ,针对裂纹损伤与结构动力特性之间存在着的很复杂的尚未明确的非线性关系 ,利用人工神经网络模型对结构裂纹深度和位置进行了诊断和预测的定量和定性研究 ,结果表明 ,可以应用此方法对带伤钢板进行动态特性分析 。

直齿内齿轮固有频率灵敏度有限元分析

以直齿内齿轮为研究对象,在PRO/E平台上建立三维实体模型,采用集成方式调用PRO/MECHANICA建立有限元分析模型,并利用PRO/MECHANICA灵敏度分析技术对影响直齿内齿轮固有频率的主要结构参数进行分析。得出直齿内齿轮固有频率与主要结构参数之间的关系图,结果表明大的变位系数、压力角、模数、齿数和齿顶高系数能有效减小内齿轮的固有频率。分析结果为直齿内啮合齿轮传动的减振设计和噪声控制及进一步的动力学分析和优化提供了理论依据。

三叉杆滑移式万向联轴器谐响应分析

利用ANSYS有限元分析软件对三叉杆滑移式万向联轴器的关键构件三叉杆进行谐响应分析 ,得出该构件的动力特性及动力响应 ,为三叉杆滑移式万向联轴器的结构设计及进一步的系统动力分析提供了理论依据。