散体与连续体耦合系统的模态特性实验

为深入研究散体与连续体耦合这类包含复杂接触关系的系统的模态特性,以装载碎石的长方体箱体容器为研究对象,进行了模态实验方法研究.通过5组不同工况下的对比实验,探索了锤击激励和振动台激励在耦合系统模态实验中的差别和适用条件,并根据实验结果总结出散体物料百分比对结构整体模态特性的影响规律:车箱中散体物料百分比的不同会影响车厢整体的振动特性,随着物料的增多,结构的各阶频率下降,模态混淆现象逐渐增强,主要振型由弹性体振型转变为刚体振型.     

C80B型车体结构的强度及模态分析

以C80B型运煤专用敞车车体为研究对象,应用Pm／E软件建立三维几何模型．在有限元的理论基础上,论述了车体有限元模型的单元选取、网格划分及边界处理,然后在ANSYS软件中对车体进行静强度分析和模态分析．结果表明,该车型车体在各种工况载荷作用下,满足《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》要求,同时找出了车体的危险部位,为进一步改进敞车设计提供参考．     

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。     

基于有限元的散体货物对敞车静侧压力研究

以C80B敞车为研究对象,基于有限单元法,由连续介质理论,认为散体货物服从Drucker-Prager屈服准则,采用面面接触法建立敞车三维有限元模型,对散体作用于敞车端、侧墙的静侧压力进行有限元分析,并对散体的内摩擦角、泊松比、散体与敞车摩擦角进行参数分析.研究结果表明:侧压力沿敞车墙高非线性分布;侧压力在敞车端、侧墙处由中心至两端侧压力逐渐减小,呈现一种立体化分布的状态;内摩擦角增大导致侧压力减小的趋势逐步的放缓;泊松比增大导致侧压力减小的趋势逐步的增大;外摩擦角对端、侧墙侧压力的影响并不相同;外摩擦角对散体侧压力的影响较之内摩擦角、泊松比要微弱.     

模态参数在铁道车辆运行平稳性研究中的运用

研究了运用车体模态参数来评估与分析运行平稳性的方法.设计了轨道成型滤波器和感觉滤波器,与车辆动力学方程一起,建立了铁道车辆的路-车-人统一的数学模型.针对该模型运用协方差法计算车辆的运行平稳性,分析车体的点头及浮沉振型、上心滚摆及摇头振型的模态参数对车辆垂向及横向运行平稳性的作用及影响,同时分析二系悬挂元件的刚度及阻尼系数对车体点头、浮沉、摇头及上心滚摆振型模态参数的影响.所得结论为运用模态参数来评估和改进车辆的运行平稳性提供了一定的依据.     

散体货物对敞车静侧压力的颗粒流数值模拟

以C80B敞车为研究对象,采用颗粒流程序对不同散体对敞车的静侧压力和内、外摩擦角变化时的散体侧压力沿敞车墙高的分布规律进行仿真模拟,其结果与库仑理论计算值进行比较.得出侧压力沿墙高非线性分布结果,而不是如库仑理论所计算的线性分布;侧压力的最大值位置随着内、外摩擦角的变化而上移.这种侧压力沿墙高非线性分布和侧压力最大值的位置与敞车的实际压力分布状况相符.颗粒流模拟结果指出了将离散元的方法应用于货车领域的可行性和有效性.     

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...     

GK650高速切削数控加工中心的振型分析

建立了GK650高速切削数控加工中心的有限元模型,并进行了低阶振型分析;构建机床试验模态分析系统,进行了实测验证.结果表明:实测结果与有限元分析吻合,验证了有限元模型的正确性,并得出立柱是制约GK650高速切削数控加工中心性能的主要部件的结论.     

全地形车车体动态特性分析

运用仿真和实验相结合的方法分析了全地形车车体的振动特性.利用三维制图软件UG4.0根据设计图纸建立车体的几何模型,然后用Hypermesh建立车体、车体挂发动机的有限元模型,并导入到Msc.Nastran中进行了自由模态的计算.通过模态实验验证了车体有限元模型的准确性.模态分析结果表明,挂上发动机后增加了车体的弯曲刚度,导致一阶弯曲频率的升高,而发动机的质量导致了车体一阶扭转频率的降低.最后分析了路面激励和发动机的激励对车体动态特性的影响,并提出了修改的方案和建议.     

栅控电子枪部件的模型修正方法

在进行结构动力分析时,建立具有尽量精确的动力特性如固有频率及固有振型的计算模型是十分重要的,计算模型的正确与否直接影响进一步动力分析(如瞬态动力响应、谐分析和谱分析)的计算结果.但是通过实验得到的固有频率及固有振型实测结果与有限元模型的计算结果通常都存在偏差,因而有必要在实测结果的基础上对有限元计算模型进行修正.以栅控电子枪部件为对象,讨论了结构系统模态分析中的模型修正的一些方法.并运用这些方法对栅控电子枪部件实施计算想的振型与固有频率及相应振型.     

基于整车虚拟样机的车体结构拓扑优化

基于整车零部件几何模型,结合车体的有限元网格划分及模态分析,构建履带装甲车辆刚柔混合虚拟样机,进行典型工况下的多体动力学仿真分析,输出若干关键时间点车体承受的荷载.利用有限元分析技术将荷载加载到车体有限元模型上,对车体进行结构力学分析和多荷载步拓扑优化.根据拓扑优化结果修改车体局部结构,并重新构建虚拟样机模型再次进行仿真分析,将应力和变形分析结果与原仿真结果进行比较.结果表明,结合动力学仿真和有限元分析进行结构拓扑优化,可以改善关键零部件的力学性能,提高刚强度,为改善装甲车辆的结构性能提供了一种有效方法.     

某商用车驾驶室白车身模态分析

以某商用车驾驶室白车身为原型,利用模态分析方法对其动力学特征参数进行分析.在理论(正问题)和实验(反问题)两个互补的模态分析过程中,利用有限元模型进行理论模态分析,为实验模态分析的实施打下良好基础.分别采用最小二乘复指数法(LSCE)和最小二乘复频域法(LSCF)进行实验模态分析,得到各阶模态振型并对理论分析的结果进行修正.经过两种结果的比较和分析,最终得出准确的模态分析结果并对白车身原型提出改进意见.生产厂商依据改进意见进行工艺改进,通过用户实际使用证实了改进方案的有效性和正确性.     

受地面接触约束的子午线轮胎的模态分析

将三维非线性有限元分析理论用于轮胎的模态分析中,探讨用有限元模型获取轮胎模态参数的方法,研究地面约束对轮胎模态参数的影响.建模时充分考虑橡胶材料的超弹性和各向异性.为控制网格划分的密度与精度,采用数字化轮廓技术,在UG软件中绘制轮胎断面曲线,将离散化后的曲线信息导入有限元分析软件ANSYS中,对其进行不同约束条件下的模态模拟仿真分析,获得了轮胎相应的固有频率和振型.还分析了不同情况下轮胎模型约束的合理施加方法.     

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。     

驱动桥的整体有限元动态模拟

针对驱动桥试验只能得到桥壳表面振动数据的问题,采用驱动桥整体动态模拟方法来弥补试验数据的不足,从而获得驱动桥内部任意位置的应力、位移、加速度等数据.对驱动桥总成建立三维模型和有限元模型,通过驱动桥总成模态试验与有限元模态计算结果的对比方法,来验证有限元模型的正确性,对驱动桥整体做有限元动态模拟,并利用台架试验对动态模拟结果进行了验证.试验结果表明,驱动桥的整体动态模拟表面振动数据与试验数据相一致,得到的驱动桥内部数据为驱动桥的振动噪声研究提供了直观依据.     

相关性在结构模态分析中的应用与研究

建立了充液管道模型，并进行了有限元模态分析，得到其固有频率以及相应的振型，并通过锤击试验得到试验模态频率及振型，对计算模态和试验模态进行振型相关性分析，验证了管道有限元模型，为充液管道动态设计提供依据。     

Hα与白光望远镜的结构模态分析和改进设计

运用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN建立了Hα与白光望远镜的有限元模型,采用特征向量法求得前四阶固有频率和振型.用自由悬挂和单点激振多点拾振的模态试验方法,获得了该结构的模态参数.试验结果与计算结果对比表明,两者模态参数的最大误差为6.4%,振型相似.以提高基频、减轻质量为目标,对望远镜结构进行了优化计算,根据优化结果对结构进行了改进设计.     

游艇用蜂窝夹芯板振动分析

针对游艇用蜂窝夹芯板的振动问题,以65002船体铺层试验样板作为研究对象,测取其固有频率及模态振型,对其振动特性进行分析;建立有限元模型,应用ANSYS循环搜索,逆推出蜂窝夹芯层和表层玻璃纤维的弹性模量,将获得的弹性模量应用到有限元模型中,求解出复合板的模态振型及固有频率,并与试验结果比对分析,以此验证ANSYS循环搜索的可靠性.结果显示,应用ANSYS循环搜索求解得到的振型图与试验测得的吻合良好,固有频率基本误差控制在2.0%以内,验证了ANSYS循环搜索的适用性,为进一步采用有限元仿真研究游艇蜂窝夹芯板的振动奠定了基础.     

基于汽轮机模拟叶轮的模态测试实验

为了解决汽轮机叶轮受到汽流等激振作用时产生共振现象造成汽轮发电机组动静碰摩等故障,甚至更为严重的机组事故问题,本文基于共振法原理,对汽轮机模拟叶轮进行调频激振,提出一种以布置于叶轮上的细沙来表示模拟叶轮振型的模态测试实验分析方法,并将实验振型与解析计算和有限元计算结果进行对比分析,验证实验可靠性.研究表明,应用所提的实验方法可以直观准确地反映汽轮机模拟叶轮的振型,分别为轮盘系统的振动特性分析与制造加工提供实验基础与技术支持.     

爆炸容器动态响应的三维数字图像相关方法实验研究

通过实验测量手段研究爆炸容器的动态响应和振动特性. 通过使用3D-DIC方法获取爆炸容器在不同炸药药量情况下工作过程中的变形场信息,对容器封头和侧壁中环面的测量结果进行频谱分析得到了两个部位的主要频率,确定了爆炸罐的振动频谱分布情况. 结合有限元模拟方法,使用ANSYS软件模态分析模块建立容器的有限元模型,得到了容器各阶振动模态的固有频率,与DIC结果对比确定了爆炸罐的主要振动模态和振型,证明了本方法在研究容器振动领域的可行性和可靠性.