内燃机曲轴动态特性有限元分析及试验验证

曲轴作为内燃机设备中的关键零部件,对系统动态特性的影响至关重要．为此,以X6170ZC型柴油机曲轴为对象,利用有限元方法对其动态特性进行深入研究．首先研究系统固有频率、阻尼比和振型等动态特性参数的辨识方法;然后利用Pro／E创建曲轴的三维实体模型,并用有限元软件对该曲轴模型的模态参数进行计算;最后,用模态测试的方法验证了上述方法的有效性．结果表明,该有限元模型在一定频率范围内能够较好地表征物理模型的动态特性．     

机床模态测试技术的应用

机床的模态测试技术应用越来越广泛,机床模态测试技术主要应用方向为:建立机床的动力学模型进行动态特性分析、机床的稳定分析以及在线监测。对现在常用到的模态测试的原理进行了介绍。机床模态测试技术主要包括三方面内容:激励、测量和分析,由实测激振力和振动响应求出频率响应函数后,根据频率响应函数与模态参数之间的关系式,经过分析计算振动系统的模态参数,建立机床的动力学模型,用于对机床进行动力学分析。对机床模态测试技术的应用进行了总结,对机床模态测试的流程进行阐述。     

基于灵敏度分析的数控丝杆磨床床身优化设计

床身是磨床主要的工作部件,对零件的加工精度有决定性的影响,通过建立机床床身的有限元模型,利用灵敏度分析方法,对床身进行静动态特性分析,再对优化后的床身进行模态和静力分析。结果表明,优化后在质量不变的情况下,床身的静变形和固有频率得到明显提高,该方法可以推广到磨床其他部件的优化,为整机动态特性的优化提供了良好的方法。     

柴油机曲轴模态的三维有限元分析

对x2105C-l型柴油机曲轴在自由模态下的固有频率特性进行了有限元分析,所计算的模态包含了扭转振动、弯曲振动和纵向振动.对X2105C-1型柴油机曲轴而言,前三阶非零模态可能引起曲轴的共振.计算结果较为真实地反映了柴油机曲轴的固有频率特性,可为动态响应分析和结构动力修改提供了进一步分析的动力学模型.     

基于BP神经网络模型的磨床部件动态灵敏度分析

利用ANSYS的APDL语言建立磨床部件的参数化模型，计算出磨床部件的动态特性，快速采用得到BP神经网络模型的学习样本，建立基于BP神经网络的动态分析模型，将磨床部件结构参数与其动态特性之间的关系反映为神经网络模型的网络输入与网络输出之间的数学关系，从而方便地，快速地对磨床部件进行了动态灵敏度分析，结果表明，在BP神经网络模型上进行磨床结构优化要比在有限元模型上方便，快速，该方法特别适用于对大型复杂结构的优化设计计算。     

用DDS方法识别机床模态频率和薄弱模态

机床是一个多自由度、多变量随机输入的复杂动态系统。机床结构动态特性的研究是机床实验、设计和验收等项工作的重要理论基础。机床加工时受到动态切削过程各因素的影响,由于机床结构和切削过程两方面因素的交互作用,常可激发颤振,引起机床稳定性问题。确定机床主要模态和模态参数,以及机床结构影响颤振的薄弱模态是问题的关键。     

曲轴磨床动态特性的实验研究

曲轴磨床有其自身的特点,以往的文献对此讨论得比较少。本文通过MY8240型曲轴外元磨床的动态激振及空运转振动试验,对这类磨床的动态特性,进行了初步的研究。     

高速磨床主轴模态测试与分析研究

在MSC.PatranNastran软件平台上建立了CNC8312A高速凸轮轴磨床主轴在支承约束状态下的有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化并得到了主轴的最优结构模型,应用LMS振动及动态信号采集分析系统对优化前后的主轴进行了模态测试与分析.实验表明,测试得到的主轴动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的主轴动态特性是一致的,优化后的主轴1阶固有频率明显提高,利用有限元软件进行高速磨床主轴结构优化是可行的.     

内圆磨床传动系统的动力特性分析

用传递矩阵法对机床股份有限公司生产的MK2120A型内圆磨床传动系统的动态特性进行了分析,建立了该系统的扭转振动的动力学模型．分析了工件大小对扭振固有频率的影响,通过模态柔度及弹性分布率的计算,分析评价了传动系统的动态性能,指出了存在的问题,并对改进方案进行了动态性能预测．     

模态分析法在机床动态识别中的应用

模态分析法为研究机床的动态特性提供了一个行之有效的方法。本文通过对M7130型平面磨床的动态识别,着重提出几个方面的问题,以期引起其它研究者的注意。 1.建立集中参数系统的力学模型 注意到:(1)一个复杂的系统,就其固有特性而言包含有无限多个模态,而我们感兴趣的只是其动力响应较大的几个低阶模态;(2)以测试机械阻抗(导纳)为先导的模态参数识别法仅用少量的测点就可达到较高的识别精度。因此把机床简化为一个只有若干自由度的集中参数力学模型具有简单、实用的优点。经验证明,这种力学模型对大部分机床是适用的。 要建立一个正确的模型…     

机床结构模态分析与优化设计软件的原理及应用

机床结构模态分析与优化设计软件ＭＡＯＤ使机床结构动态特性的分析及其 优化可以在微型机上完成。该软件以实际测量的激励和响应信号为输入信号。主要模块 包括：结构模态参数识别、复模态动画显示、动特性灵敏度分析、结构修改的模拟和结 构参数的优化等。文中简述了各主要功能模块的理论依据，给出了 ＭＡＯＤ软件应用于 框架结构和两台加工中心机床上的实例。     

直线滚动导轨结合面参数对数控机床动态特性的影响

对某机床厂CKS6116卧式数控机床导轨结合面的静、动刚度与阻尼等参数特性进行了研究.首先利用静、动态特性实验得出机床的各项动态参数,然后用ANSYS有限元分析软件模拟和显示机床在考虑导轨结合面参数条件下的各阶模态下的振型和固有频率.最后对整个机床进行激振试验,验证了仿真参数的准确性.说明直线滚动导轨结合面的静、动刚度与阻尼对机床的动态特性具有很大的影响.     

外圆磨床砂轮架系统静动态特性的分析

本文把主轴作为分布质量的弹性梁,建立了外圆磨床砂轮架系统的动力学模型。用子结构法分析了砂轮架系统的静动态特性,编制了计算机程序,并以MBS1332外圆磨床砂轮架系统为例进行了计算和实验。通过对砂轮架的计算可以为改进现有机床的静动态特性和设计新机床提供参考数据。     

基于虚拟样机的曲轴系统力学特性研究

以某四缸四冲程柴油机为例,建立了曲轴系统的真实实体模型和虚拟样机模型,通过对样机进行仿真,得到曲轴系统的速度、加速度、位移以及运动副约束反力等参数;利用仿真载荷参数进行曲轴的有限元静力学、模态和谐响应计算,根据计算结果对曲轴的强度和动力特性进行分析.分析表明,现有曲轴满足力学特性要求.     

数控机床运行激励实验模态分析

针对影响加工效率和加工表面质量的数控机床结构动态特性问题,提出一种新的实验模态分析方法.该方法以数控机床自身运动产生的振动为激励源,通过控制运动部件以特定方式空运行,激励起结构的有效振动响应,并结合基于响应信号的模态参数识别方法获得结构的动态特性参数.针对参数识别中的伪模态问题,综合运用识别结果预处理方法和模态稳定性原理,有效去除了识别结果中的伪模态,最终得到影响机床加工的3阶低频模态频率和阻尼比.所得结果与传统实验模态分析结果有较好的一致性.该方法可用于大型重型难激励数控机床的结构动态特性研究.     

基于有限元的超高速平面磨床整机动力学建模及模态分析

以150m／s超高速平面磨床为研究对象,利用PRO／E建立其各部件的三维几何模型,利用HYPERMESH进行有限元前处理建立各部件的三维有限元模型,在此基础上对机床结合部进行定义得到磨床整机动力学模型．并利用有限元计算软件ANSYS进行整机模态分析,初步识别了该类型磨床结构的薄弱环节,为超高速平面磨床结构的改进设计提供依据．     

基于有限元法的某柴油机曲轴的模态分析

本文应用有限元理论,对某柴油机的曲轴进行了动态特性研究。首先,在PRO/E中建立了柴油机曲轴的三维实体模型,利用ANSYS对其进行自由模态分析,得到了前10阶的固有频率和振型;其次,利用计算结果,对振动危险区域进行了分析,并研究了曲轴模态的规律,为曲轴的结构优化设计方法提供了一定的参考依据。     

双协调动态子结构法及其在曲轴飞轮系统模态参数计算中的应用

简要论述了双协调动态子结构法的动力学原理,并以Q485柴油机的曲轴飞轮系统为研究对象计算了系统扭转振动的模态参数。对BCDSP双协调动态子结构计算程序进行了重要修改,使其能有效地适用于小型计算机或微机。为了比较,对整体结构还用有限元法和试验模态分析识别模态参数,与本法所得结果相吻合。     

机床支撑地脚结合部参数辨识方法

支撑地脚动态特性直接影响机床整机的动态特性,对地脚结合部进行参数辨识可以更准确地建立机床整机动力学模型。该文提出一种地脚结合部等效刚度和阻尼的辨识方法。将某床身试验台的地脚结合部等效为3向弹簧阻尼系统进行动力学建模,通过模态试验得到床身的模态频率与阻尼比,由此辨识出地脚结合部的等效刚度和阻尼。然而,该方法无法直接对任意支撑状态下的地脚等效参数进行辨识。针对这一问题,该文先对均匀质量床身对称支撑状态下的地脚结合部进行参数辨识,然后改变地脚所受正压力的大小,重复参数辨识过程,得出结合部参数与正压力的关系,用于计算任意承重状态下的地脚结合部参数。参数辨识结果表明,地脚结合部等效刚度和阻尼均随着正压力的增大而增大。通过有限元仿真对参数辨识结果进行了验证,考虑地脚参数的有限元模型仿真结果与试验结果一致。     

外圆磨床砂轮架结构的动力学分析

本文运用以模态柔度和能量分布为依据的结构动力学分析方法,对一台万能外圆磨床的砂轮架进行分析研究,将砂轮架取为具有集中参数的三自由度振动系统。分析计算得到的共振频率与机床激振试验测得的数据比较接近。通过结构动力学分析得出的结论也同机床激振试验后作出的结论基本一致。