基于ANSYS-Workbench的转子模态分析

工程中的各种高速转子都需要确定其固有频率,以保证其在安全的转速范围内工作,不发生共振.与传统的传递矩阵法相比,有限元法并不是对各个轴段的截面状态向量进行逐段推算,直到计算到转轴的另一端,而是将连续系统离散化以变分原理为基础形成的一种数值近似解法.本文利用Solidworks软件建立了转子结构的实体模型,并采用ANSYS-Workbench有限元软件对设计的转子结构进行了常规的和有预应力的模态分析,得到了转子系统的各阶固有频率和对应的振型分析,为避免发生共振和后续的结构改进和优化提供了有效的理论依据.     

液压电机叶片泵的振动模态分析

对液压电机叶片泵内部的激振源和振动传递路径进行分析,通过对其结构进行适当假设和等效,建立液压电机叶片泵的虚拟样机模型,采用有限元法对液压电机叶片泵进行模态分析,获得其固有频率及对应振型.结果表明:动压支撑结构使得液压电机叶片泵的固有频率得到一定提高,有利于液压电机叶片泵的减振降噪;电机转子是产生振动的主要部件,低阶模态下电机转子与叶片泵可能存在共振现象.仿真结果为液压电机叶片泵的结构设计与减振降噪提供理论参考.     

复合材料单层飞轮转子模态分析

临界转速是衡量转子构件设计水平的一个重要指标,与转子的固有频率有关,因此正确设计飞轮转子基于强度的极限转速,并使之与临界转速保持协调显得非常关键。需要在其静力分析的基础上通过有限元软件ANSYS对高速旋转的单层复合材料飞轮转子进行有预应力的模态分析,检验复合材料飞轮转子在工作过程中是否会引起共振.     

基于ANSYS的外摆线链轮的模态分析

为了提高链轮工作的可靠性,应避免链轮在传动系统中发生共振.根据链轮外摆线齿廓的形成原理,通过圆族包络法,得到实际链轮齿廓方程.然后利用Pro/E建立链轮的三维模型,并导入ANSYS软件对链轮模型进行模态分析,确定了摆线链轮固有频率和振型,从而避免链轮在传动过程中发生共振现象,同时为链轮的进一步优化设计提供技术参考.     

基于热分析的齿轮模态及共振可靠性灵敏度研究

为了研究温度对齿轮结构模态的影响及程度,在齿轮热-结构耦合分析的基础上对齿轮进行了模态分析,将不同工作条件下模态分析结果进行比较,分析温度场对齿轮模态的影响;在考虑温度场这一因素下采用概率设计方法的MonteCarlo模拟法对齿轮进行共振可靠性灵敏度分析.结果表明:由温度变化所引起材料力学性能的变化对各阶固有频率影响的程度不同,由热应力引起的固有频率变化小于由材料力学性能变化引起的固有频率变化;各随机变量中齿轮的模数对共振可靠性的影响最大,分析结果更符合实际工况,为齿轮可靠性设计开辟了新思路.     

FRP夹层板固有频率分析

为了提高特种航空集装箱的运输效率,减轻劳动强度,进行集装箱箱板的改进研究,由原来的铝合金板改为FRP夹层板,并对其进行固有频率分析.借助波纹型夹心正交各向异性夹层板的控制方程组化为仅包含一个位移函数的方法,得到Z字型加强筋夹层板在四边简支条件下自由振动的固有频率.并结合实际运用有限元方法对复合材料集装箱底板进行模态分析,得到集装箱底板在其实际边界条件下的固有频率及其固有模态,提供了集装箱夹层板的设计依据.从分析结果可以看出,复合材料夹层结构的固有频率相对原均质结构固有频率有所提高,在集装箱运输及作业过程中发生共振的可能性相对降低,因此夹层结构与原结构相比具有更好的动态性能.     

基于有限元方法的涡轮分子泵转子系统模态分析

以FB-1500型涡轮分子泵为分析原型,依据分子泵转子系统形状、尺寸、材料、支承形式以及质量分布,建立了分子泵转子系统几何模型.采用有限元方法对转子系统进行模态分析,获得了转子系统的临界转速和振型.模态分析结果表明:泵运行在5~6阶固有频率之间,但未完全满足柔性转子安全设计要求,仍然存在安全隐患.提出改进转轴惯性矩、轴承支撑位置来提高转子系统的固有频率,以确保分子泵的安全运行.获得的转子系统模态,对涡轮分子泵启动加速和停车减速过程控制策略制定、减弱或回避共振带来的安全隐患、提高分子泵使用寿命具有参考价值.     

3MW风力机叶片的3D建模及模态特性分析

叶片在风力发电机的能量转化的过程中是至关重要的,它的设计成为了风力机设计的核心和重点.以3 MW风力发电机叶片为研究对象,选择了合理的设计参数,在Pro/E中建立叶片三维实体模型,利用ANSYS进行不同工况的模态分析,计算出各阶固有频率和振型,通过对比分析得到叶片在工作时不会发生共振,满足叶片设计要求.     

基于整机的龙门起重机动态特性分析

以整机为研究对象对集装箱龙门起重机的动态特性进行研究,建立基于ANSYS软件的龙门起重机动态特性分析模型,得到整机系统各阶模态下的固有频率和固有振型.当整机系统受到的激振力频率与系统某一固有频率接近时,有可能引起结构共振,造成系统结构的疲劳破坏或刚度不足.设计人员可以在设计过程中合理确定结构参数,改变整机振动出现的频率范围.     

基于PRO/E与ANSYS渐开线直齿圆柱齿轮的模态分析

为了提高齿轮设计的效率,提高其工作的可靠性,应避免齿轮在传动系统中产生共振.利用三维造型软件Pro /E对齿轮进行三维实体建模,通过PRO/E与ANSYS的接口导入ANSYS中,利用ANSYS软件对齿轮进行模态分析,研究齿轮的固有振动特性,得到了齿轮的低阶振动的固有频率和固有振型,以使其工作频率远离其固有频率,避免发生共振.