滚动直线导轨固有特性分析

为分析滚动直线导轨固有频率与滚珠切向接触刚度影响因素的关系,在建立综合考虑切向与法向接触刚度的滚珠接触力学模型的基础上,采用拉格朗日方程完成对整个导轨动力学解析建模,推导出各振型的固有频率解析表达式.基于某系列导轨的固有频率数值计算,对比分析了有无切向接触刚度对整个导轨固有频率的影响,并进一步分析了预紧力和摩擦系数等切向刚度影响因素对整个导轨固有频率的影响.分析结果表明:考虑切向接触刚度的滚动直线导轨比未考虑切向接触刚度的固有频率稍高;5个固有频率均随预紧力的增加呈非线性增加;摩擦系数对低频侧翻振动影响最大,对偏航振动影响最小.     

部分浸入水中弹性支承Timoshenko梁动力特性

研究了部分浸入流体中自由端具有集中质量块的等截面弹性支承Timoshenko悬臂梁横向振动的固有频率和振型特征.考虑梁横截面转动和剪切变形以及集中质量块引起轴向压力的影响,建立了支承处弹性水平位移约束和转动约束耦合情形下悬臂梁横向自由振动的数学模型.由于集中质量块的惯性力和惯性矩,此模型的边界条件与振动频率相关.推导了Timoshenko梁的频率方程和振动模态的广义正交条件.数值研究了集中质量块质量、转动惯量、质心距以及弹簧刚度系数等参数对Timoshenko悬臂梁固有频率的影响.数值结果表明：由于横截面转动和剪切变形效应的影响,相比于Euler-Bernoulli梁模型,Timoshenko梁的固有频率减小,对高阶频率的影响尤为显著;弹簧刚度耦合项的增大将减小梁的固有频率;轴向力的增加将减小梁的低阶固有频率,但对高阶固有频率的影响不大.     

FSAE赛车车架刚度特性分析

车架刚度及发动机悬置安装点动刚度是影响FSAE赛车振动性能的重要因素,通过建立某FSAE赛车车架有限元模型,进行车架扭转刚度及悬置安装点动刚度分析,研究车架静态与动态刚度性能.结果表明:增大车架驾驶舱段截面可有效提高扭转刚度;悬置安装点各向动刚度值以纵向最大,横向最小.结合模态振型及加速度响应曲线能够较好地反映发动机舱的振动特性.     

全陶瓷主轴-轴承单元的动力学研究

目的研究全陶瓷电主轴预紧力与固有频率的关系,为优化预紧力提供软件分析模型.方法应用赫兹理论计算出在全陶瓷角接触球轴承预紧后的接触应力,接触变形和静接触刚度的数值解,同时在改进传统的弹簧阻尼式主轴动力学软件仿真分析模型的基础上,计及轴承预紧后轴承的静接触刚度,以全陶瓷主轴-轴承单元为研究对象进行有限元结构分析,所得结果通过赫兹计算分析的数值解矫正,分析其动力学特性.结果全陶瓷主轴-轴承单元模型通过模态分析所得三阶固有频率和振型与模态实验分别相差19.59%、1.27%、16.06%;而电主轴传统分析模型所得三阶固有频率和振型与锤击实验分别相差24.39%、14.47%、33.78%.结论通过实验数据验证,全陶瓷主轴-轴承单元模型在分析全陶瓷电主轴动力学特性上更接近模态实验的结果,能够得到更为准确的固有频率和振型.     

专用螺杆数控铣床的动态性能分析

以双铣刀螺杆专用数控铣床为研究对象,利用labVIEW软件和NI数据采集卡等采集机床振动信号,在Matlab软件中采用复模态指示函数法对机床进行试验模态分析,得出其固有频率和相关振型,对比有限元分析结果表明:机床横向振动是影响螺杆加工精度的主要因素,在机床设计时应予考虑.     

基于流固耦合的航空导叶作动筒振动特性分析

针对航空发动机高压压气机导叶作动筒在剧烈振动工作环境中的易损问题，确定导叶作动筒在振动过程中的固有频率与相关振型，获取关键结构件在标准功率谱下的动态响应，通过有限元法建立了考虑流固耦合的非线性模态分析仿真模型。通过单一变量法利用仿真模型研究接触刚度、活塞位于不同行程位置对相关固有频率与振型的影响机制，发现关键接触位置的接触刚度因子取0.8能保证仿真准确度并满足接触刚度，工作过程中活塞在行程上的位置发生变化，对第二、三阶的固有频率影响较大。完成共振检查试验，实测固有频率与仿真结果对应良好，验证了有限元分析模型的准确性。基于模态结果，根据航空标准建立随机振动仿真模型，得到关键结构件在3σ下的应力及变形响应，为导叶作动筒结构优化设计提供依据。     

固定结合面参数的计算机模拟计算

对一个包含固定结合面的具体结构 ,利用有限元分析程序计算了结合面刚度参数和结合面位置对结构模态的影响。结果表明 ,描述结合面切向刚度大小的参数对结构的扭振刚度模态的影响比对纵向振动模态和弯曲模态的影响显著 ;结合面法向刚度大小的参数对纵向振动模态的影响比对弯曲、扭振模态的影响显著 ;接合面的位置对结构的固有频率也有较为明显的影响。     

类似圆筒状物体模态分析

采用CAE软件对圆筒进行自由状态下的有限元模态分析。应用Mescope软件和NI-4472动态数据采集系统对圆筒进行实验模态分析。通过对比有限元模态与实验模态的前3阶固有频率和振型等分析结果,分析两者的差异性和造成的原因。同时认为实验模态和计算模态基本一致,并验证了有限元模型的准确性。     

某型高速艇机有限元模态分析

为减少游艇上柴油机产生的振动,以某型艇用柴油机为研究对象,建立了柴油机的三维几何模型和有限元模型,并进行有限元模态分析和实验模态分析。通过对有限元模型进行模态计算获得柴油机振动系统的固有频率和主振型,并与实验模态分析结果进行对比。研究结果表明,前3阶的计算模态频率和实验模态频率的相对误差在3. 02%以内,表明计算模型及方法的选择是准确的。     

仿人机器人支撑转换期振动分析

支撑转换期的冲击产生的振动是影响机器人实现稳定、快速的仿人步行的一个重要原因。该文分析了振动对仿人机器人步行性能的影响,运用三维有限元模态分析理论,采用ANSYS软件技术对THBIP- 双足机器人系统结构的振动特性进行了研究,建立了精确的有限元弹性力学模型,计算出结构的固有频率和振型,并结合静力学分析结果和频率测试实验结果,研究刚度、间隙和接触对振动特性的影响。频率测试、比较、分析结果说明,该模型能够正确分析出THBIP- 样机结构的力学特性。     

固定结合面参数的计算机模拟计算

对一个包含固定结合面的具体结构,利用有限元分析程序计算了结合面刚度参数和结合风景工参数和结合面位置对结构模态的影响。结果表明,描述结合面切向刚度大小的参数对结构的扭振则镀模态的影响比对纵向振动模态和弯曲模态的影响显著;结合面法向刚度大小的参数对纵向振动模态的影响比地弯曲、扭振模态的影响显著,接合面的位置对结构的固有频率也有较为明显的影响。     

连接球铰参数对涡扇发动机安装系统动力学特性的影响

连接球铰作为涡扇发动机铰接连杆式安装系统的主要连接结构,其间隙引起的非线性接触对安装系统动力学特性的影响有必要展开研究。以某涡扇发动机所采用的铰接连杆式安装系统为背景,基于∏相似定理建立了该安装系统的缩比模型,进一步采用多体动力学方法对其进行动力学建模,并采用赫兹接触模型及库伦模型描述连接球铰间的接触碰摩,通过仿真分析,获得了模型中主要参数对安装系统振动传递的影响曲线。结果表明:振动传递过程中,影响系统振动传递率的关键参数是连接球铰的接触刚度、阻尼及摩擦系数,其中接触刚度对系统固有频率有较大影响,阻尼及摩擦系数对系统固有频率处幅值有较大影响。     

连接球铰参数对涡扇发动机安装系统动力学特性参数影响

连接球铰作为涡扇发动机铰接连杆式安装系统的主要连接结构,其间隙引起的非线性接触对安装系统动力学特性的影响有必要展开研究。以某涡扇发动机所采用的铰接连杆式安装系统为背景,基于∏相似定理建立了该安装系统的缩比模型,进一步采用多体动力学方法对其进行动力学建模,并采用赫兹接触模型及库伦模型描述连接球铰间的接触碰摩,通过仿真分析,获得了模型中主要参数对安装系统振动传递的影响曲线。结果表明:振动传递过程中,影响系统振动传递率的关键参数是连接球铰的接触刚度、阻尼及摩擦系数,其中接触刚度对系统固有频率有较大影响,阻尼及摩擦系数对系统固有频率处幅值有较大影响。     

轴承结合部动态参数识别与等效分析模型的研究

针对轴承结合部有限元分析模型参数难以确定的问题,提出了基于模态实验数据的建模方法,分析了球轴承接触变形的特点.利用拉格朗日力学分析原理建立了球轴承装配结构3自由度的动力学方程,依据模态实验测得的固有频率和阻尼比,采用最小二乘法解得单个钢球在接触法线方向上的刚度和阻尼,进而计算得到了轴承结合部在径向、轴向以及转角等3个方向的刚度和阻尼.采用弹簧阻尼单元模拟轴承结合部的结构动力学方程,通过与由拉格朗日力学分析原理建立的动力学模型的对比,来确定弹簧阻尼单元的数值,并建立了轴承结合部有限元分析模型.研究结果表明:在对装配结构有限元进行分析计算时,结构前3阶固有频率及振型与实验测得的振型一致,对应固有频率的相对误差在5%以内.     

飞越曳引式客梯水平方向的振动分析

通过牛顿第二运动定律创建了水平8自由度振动动力学模型,着重考查导轨刚度变化及导靴接触变形的影响,并采用MATLAB软件对所创建的模型进行模态分析。通过对导轨弯曲的分析,得出导轨异向、同向弯曲都会加剧轿厢的水平振动,且同向弯曲的影响要大于异向弯曲的结论。     

基于Hypermesh和ANSYS的拖拉机驾驶室模态分析

针对某拖拉机驾驶室的结构特点,以模态有限元的基本理论为依据,基于Hypermesh建立了某拖拉机驾驶室的有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS计算得出了该拖拉机驾驶室的前10阶固有频率及振型。分析了固有频率与激振频率的关系,从模态振型分析找出结构的薄弱环节,结果表明该驾驶室的顶部横梁和纵梁结构刚度需要进一步提高。该结论为今后拖拉机驾驶室的结构设计和改进提供了理论依据。     

内压对飞行状态下密封结构动特性的影响

分析了内压对飞行状态下密封结构动特性的影响。基于三维有限元模型,借鉴空间自由体模态试验“悬挂法”的思想,采用弱刚度接地弹簧单元约束结构的刚体模态,分别计算了不同内压作用下,自由-自由和两端简支密封结构的固有频率和模态振型。结果显示内压对环向波数和轴向半波数较多的振动模态影响非常显著,但对环向波数和轴向半波数较少的振动模态影响不甚明显。     

某轿车白车身模态分析与试验研究

以某轿车白车身为研究对象,基于有限元和静动态理论,在HyperMesh软件中,对白车身焊点进行合理描述,建立了白车身有限元模型.用MSC.Nastran软件对白车身进行了模态模拟分析,得到白车身的固有频率及对应的各阶振型之间的关系;在试验中,采用固定式激振器对白车身进行单点激振,用多点拾振方法采集响应信号,通过对响应信号的分析处理,得到白车身的固有频率及对应的振型关系.将试验结果与理论分析结果进行对比,验证了白车身有限元模型的有效性.基于有限元模型,提出利用各阶模态的应变能分布,确定车身结构弹性变形最大位置的方法,可以有针对性地加强车身的局部刚度.利用有限元模型对白车身进行模态分析,对于提高车...     

习营钢管混凝土拱桥动力特性分析

基于有限元方法,以ANSYS为平台建立了南阳淅川段习营下承式钢管混凝土拱桥三维有限元模型,采用子空间迭代法求解桥梁的自振频率和振型,并结合桥面振动实测频率,验证了桥梁模型的准确性.计算结果显示,桥梁1阶竖向振动频率的实测值与理论值接近,模型精度较高.拱桥第1阶振型为拱肋横向弯曲,第2、3阶振型均为桥面系竖向弯曲.低阶振型主要以拱肋的横向振动或桥面系的竖向弯曲为主,说明该桥拱肋横向刚度明显小于竖向刚度,桥面系横向刚度远大于竖向刚度,体现了下承式钢管混凝土拱桥的动力性能特征.计算结果为结构性能评估与抗震设计提供了依据.     

多级离心泵转子部件有限元分析

使用ANSYS软件对一台多级离心泵的转子部件进行有限元分析,建立了转子部件的实体模型和有限元模型,对转子部件进行静力及模态分析.用两种方法对模型进行网格划分,对比研究了转子部件的无阻尼自由振动的固有频率和振型.初步探讨了流固耦合作用力对振动频率的影响,为多级泵的结构设计及校核提供依据.