机械结构的模态分析方法研究综述

模态分析是研究机械结构动力特性的一种近代方法,是指通过计算或实验获得机构的固有频率、阻尼比和模态振型等模态参数的过程,是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。本文对模态分析的基本概念、研究目的、分类、分析方法、发展历程、发展现状和展望一一作了阐述。     

超声马达振动模态分析方法

阐述了超声马达振动模态的分析方法，介绍了有限元分析方法在超声马达振动模态分析中的应用，并以直径为30mm的行波型超声马达为例，给出了振动模态有限元分析步骤和模态分析及谐响应分析结果；对制作的电机进行了共振频率测量，结果表明：分析结果与实测结果吻合。     

复模态理论及其与实模态理论的统一性

定义和解释了复模态方法中各参数的意义,推演复模态问题转化为实模态问题的条件。并推导由实模态构造复模态的一般公式,最后通过算例验证本文的一些结论。     

立式电机定子结构模态的有限元分析

振动模态分析是立式电机优化设计的重要步骤.以YKSL1700电机为例,给出了电机振动模态分析的数学模型,利用NASTRAN有限元软件对模态模型进行了详细的计算和分析,结果表明,现有电机定子结构模态符合要求,并进一步分析出了电机的主要破坏形式和危险位置以及地基联接对电机振动的影响,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

ANSYS在模态分析中的应用

共振是机械结构不可避免的问题之一，利用大型有限元分析软件ANSYS对设计的结构进行模态分析，将有效预估结构的振动特性，优化结构设计．以某铣刀主轴为例，介绍了软件的应用方法，并给出了计算结果。     

工作模态分析方法的应用研究

在供水管道系统中,管道系统的振动是噪声污染的主要原因,有必要对管道系统的动态特性进行深入地研究．本文对管道系统实验模型进行工作模态分析,利用带阻滤波技术对含有谐波的响应信号进行预处理,使信号满足白噪声激励条件,生成ODS FRF函数,并拟合得到系统的工作模态参数和振型．与试验模态分析结果相对比,并经实例分析,证实了该工作模态分析理论与方法的可行性,可以为供水系统的减振降噪及改造研究提供可靠的依据．     

结构振动模态声辐射理论及试验研究

从结构振动声能辐射的一般规律、自由声场的能量分布及传送方式和结构振动模态原理入手，对结构振动模态的声能辐射与外加激励，模态参数间的关系进行了理论推导和研究。得出，当激振点不变时，激振力级的变化与振动模态加射的平均声压级成线性关系；若激振力不变，振动模态辐射的平均声压级与模态振型元素级成线性关系。对以上结果在自由声场中试验验证，理论值与实测值基本相符。     

关于复模态理论的数学方法、物理概念及其与实模态理论的统一性

本文系统地论述了振动结构参数识别的复模态理论的基本数学方法──状态向量法及拉氏变换法的特点、基本推演过程及基本公式，并论证了这两种方法的一致性；解释了复模态模型的物理意义．说明了ｓ城传递函数与频域传递函数的图象关系；用图解法形象地说明了复振型所反映的振动图象。最后，根据复模态理论推演了转化为实模态情况的条件，并从而导得了实模态模型的所有模态参数公式，论证了复模态理论与实模态理论的统一性。     

全自动液压压砖机机身结构有限元模态分析

用Pro/Engineer对全自动液压压砖机机身进行了有限元模态分析.通过对压砖机的受力状况简化及对三维有限元模型的模拟计算,得了到静态载荷下压砖机机身的前六阶固有频率及相应的固有振型等动态特性参数,并对每阶振型进行了详细地分析和评价.这对于了解压砖机的结构特性并进而改善其性能将具有一定的意义,并可为全自动液压压砖机的整体设计提供理论依据.     

船舶结构振动模态综合法

有限元法是复杂结构振动分析的常用计算方法，但对于大型船舶结构用有限元法进行较高频率振动分析时，要求结构被划分成非常多的单元数以便获得详细的位移和应力特性，目前常用的计算机仍然无法对其进行计算。针对这个问题，提出了一种适用于具有弹性联接部件的大型结构振动分析模态综合法，它能够在有限的计算机设备资源的基础上分析计算大型结构较高频率的振动特性。实例计算表明，此方法是分析大型复杂结构振动的有效方法。     

基于ANSYS的液压挖掘机工作装置有限元分析

针对YC225LC-8型液压反铲挖掘机,利用力学理论和方法对其工作装置在三种典型工况下进行受力分析.使用ANSYS对挖掘机动臂进行有限元静力强度分析,得出三种典型工况下的应力和应变云图以校核其强度.有限元分析结果显示:挖掘机动臂的静强度满足要求,其最大应力主要出现在液压缸和动臂连接的铰接点以及动臂和底座的铰接点处,这是对工作装置的强度起控制作用的一个重要因素.有限元分析结果对设计优化工作装置的具指导作用.     

形状记忆合金轴对称结构的有限元分析

采用形状记忆合金（ＳＭＡ）的本构方程和有限变形理论,考虑拉、压不同应力状态对相变点移动的规律,编制了ＳＭＡ轴对称大变形有限元程序．通过实例计算,与单向拉伸下解析所得的应力、应变曲线基本吻合,证明了程序的正确性．     

液压挖掘机工作装置仿真分析

基于三维软件pro／e建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型。在多体动力学软件Adams中对工作装置虚拟样机进行了运动学及动力学仿真分析,得出了挖掘机工作装置主要工作范围尺寸及在典型挖掘工况下各铰点的受力情况。为挖掘机构件进行有限元分析及改进提供了依据。     

挖掘机驾驶室防护装置强度有限元分析

根据标准GB-T 19932—2005建立了挖掘机防护装置有限元模型,运用有限元分析软件LS-DYNA进行仿真分析。给出了顶部落锤冲击及前方加载条件下结构的应力、位移云图及能量吸收曲线。根据相关标准,对比分析了结构最大变形量是否满足要求,以及应力分布情况,为防护装置的优化设计提供参考。     

复杂结构动态特性的并行分布求解策略

以液压挖掘机工作装置为研究对象,提出了一种复杂机械结构动态特性的并行分布求解策略,用高性能计算并行编程技术,使计算与通信过程最大可能地重叠,克服了细粒度并行过程中通信频繁、通讯延迟所带来效率低的困难,为进行系统级机械产品的广义优化设计提供了有效的途径.     

粘弹基SMA复合材料层合板的有限元分析

用有限元法对粘弹基形状记忆合金 (SMA)复合材料层合板在横向均布载荷作用下的挠度进行了研究 ,结果发现 ,基体的热粘弹性对 SMA的作动性能有较大影响 ,且其程度随板边界的固结方式、SMA丝的数目、SMA的预应变、板的铺设角的不同而不同     

高速列车承载结构模态频率提高策略研究

运用有限元软件建立高速列车CRH3承载结构有限元模型,分析了当承载结构发生改变时使车体模态频率达到最大值的车体侧墙高度、车窗位置和边梁厚度.结果表明,在原承载结构基础上动车侧墙高度降低50mm、车窗距地板的高度降低50mm、边梁厚度不变时车体模态频率最大;在原承载结构基础上拖车侧墙高度和车窗距地板的高度保持不变,边梁厚...     

粘弹基形状记忆合金复合梁的弯曲

用有限元法对环氧基形状记忆合金复合梁的弯曲问题进行了建模和分析，并通过实验验证了理论分析结果，研究发现，由热粘弹性分析得到的结果与实验结果吻合较好，而由热弹性分析得到的结果与实验结果差异较大，由此说明，对于环氧基SMA复合材料，由于激活SMA时温度对环氧基体的影响较大，适合于用热弹性理论精确分析其整体响应。     

基于AMESim的中型挖掘机执行机构液压系统建模与仿真

针对中型挖掘机液压系统不易标定的特点,应用AMESim软件建立了中型挖掘机执行机构及其相应液压系统的模型．分析了挖掘机在无执行机构动作时,液压泵的负流量控制特性;研究了无负载情况下,执行机构单独动作的压力流量特性,以及复合动作时各个执行机构的流量分配特性,为中型挖掘机液压系统的设计研究提供了参考．