用有限元法测量农业机械工程材料的弹性模量

在农业机械工程的研究中,工程材料的弹性模量起着重要的作用。由于材料加工过程中会引起材料特性的变化,因而机械设计手册中所查标准数值不一定能适应于实际的计算。为此,利用悬臂梁信号采集试验经谱分析计算,输出材料的第一阶固有频率值,然后运用有限元计算的第一阶固有频率值与之相比较,利用弹性模量与固有频率在有限元计算中的关系,在合理匹配固有频率的基础上引入弹性模量计算,在频域上测得材料的固有频率,再运用迭代法计算得出此材料的弹性模量值为160G~170GPa。在改变构件尺寸、其他均不变的情况下,计算所得弹性模量值与之接近,相对误差仅为1.8%。     

悬臂梁结构模态参数Hilbert-Huang变换识别方法

结合悬臂梁在脉冲激励下的实测加速度响应记录,将Hilbert-Huang变换(HHT)方法应用于悬臂梁结构模态参数识别中.利用HHT方法识别悬臂梁结构的各阶固有频率和阻尼比,并将结果与悬臂梁结构的固有频率理论值、功率谱法得到的各阶固有频率值,以及分别用半功率带宽法、频率细化法、时域衰减法得到的各阶阻尼比进行比较.对比表明HHT方法有很好的识别效果.同时发现了HHT提取模态不完整,以及会出现"虚假模态"的问题.     

轴流压缩机动叶片模态分析方法研究

基于某轴流压缩机第1级动叶片,在精确建立其几何模型的基础上,通过有限元仿真方法提取了前10阶固有频率及模态振型的计算值,然后通过试验测试方法对其进行了模态测试,得到了前10阶固有频率及模态振型的实测值,并将理论计算结果和实际测试结果进行了对比。     

基于ANSYS的小林果实采收机振动模态分析

振动是物体运动存在的主要现象之一,小林果实采收机是利用了振动特性来采收小林果实的一种设备。为此,只针对小林果实采收机的振动情况,根据各部分材料的不同,进行了3个部分的模态分析,从中找到各部分固有频率值,随后将得出各自的5阶固有频率值与直流无刷电动机的实际传递转速相结合进行分析,得出了结论。该结论不仅为小林果实采收机在传递力过程中是否发生共振提供了理论依据,还为各部分的优化设计提供可靠的技术参考。     

传递函数在货车车架模态分析中的应用

通过对货车车架模态和传递函数分析,验证了传递函数在反应结构固有动态特性方面与固有频率和振型有着类似的作用。当激励力方向与车架振型方向一致时,传递函数会在对应的固有频率附近产生峰值。通过计算车架横梁发动机位置到车架纵梁上6个点的传递函数,预测发动机激励对装载货物的影响。对优化后的车架重新进行传递函数计算,相同响应点的振动幅值下降12%,保障了车厢易碎货物安全。同时表明,可以利用传递函数对车架结构进行振动预测。     

三峡电站封闭母线的固有频率计算

针对三峡地下电站中各种结构的封闭母线的固有频率进行了计算.对于垂直段母线,建立了单自由度的振动模型,并直接地求出其固有频率;对于水平面地段母线的固有频率的计算,建立了一个多自由度的振动模型,并利用Lagrange方程进行了求解;而对于空间的复杂结构的母线固有频率的计算,则采用有限单元法,并利用了ANSYS的有限元软件进行计算处理.计算表明根据不同母线结构采用不同的方法可以使母线满足工程设计的要求.     

基于ANSYS的大型全回转架梁起重机结构模态分析

利用模态分析确定结构的固有频率和相应振型,为结构设计提供依据,避免在动力载荷作用下发生共振现象,提高结构系统的振动性能。本文通过与类似起重机的模态分析数据进行比较,前十阶模态的振型中很大比例是在水平面内弯振,结果与实际情况一致。     

液压挖掘机工作装置固有频率的试验灵敏度

在液压挖掘机工作装置模态测试的基础上,进行了质量、刚度对固有频率影响的试验灵敏度研究。分析结果表明:在斗杆与铲斗耳板连接处、铲斗耳板及铲斗侧壁等位置处,刚度对结构固有频率影响最为灵敏;在铲斗的耳板、侧壁、斗底和斗杆等位置处,质量对结构固有频率影响最为灵敏。得出了对结构动态优化设计有指导意义的结论,为开展液压挖掘机工作装置的动态优化设计提供了依据。     

一种自动采摘结构模型有限元研究

为充分掌握自动采摘机器作业过程中核心部件的结构受力状态进而对其进行结构优化,并对采摘机器的结构模型进行有限元分析。在全面理解自动采摘工作原理及结构组成的基础上建立核心部件采摘作业的有限元理论控制模型,创建符合实际的采摘结构三维物理模型并导入ANSYS软件,并进行试验。结果表明:针对得出的采摘支撑臂和驱动电机机座的前4阶模态振型和固有频率范围,一方面可清晰了解部件的受应力情况,从而在进行结构设计时有效避开机械共振现象的发生,为提高自动采摘结构的使用寿命奠定基础;另一方面通过电机机座的固有频率数据统计,其试验结果与理论计算值的平均误差范围在2.73%～6.22%之间,误差控制在10%以内,验证了有限元试验分析的可行性,可为类似农机设备优化设计提供参考。     

水轮发电机组上机架共振分析及补气减振

对Himmelti电站水轮发电机组进行了稳定性试验研究,发现机组上机架在特定负荷时振动严重超标.根据实测的试验数据分析了发电机上机架振动信号与蜗壳进口、顶盖和尾水管压力脉动信号的关系,并对上机架和定子机座整体进行了动力特性分析,提取了该整体结构的固有频率,发现由于水轮机压力脉动在该负荷时的频率与上机架结构的固有频率接近,从而引起了上机架结构的共振.为寻求减振方案,还对机组进行了补气试验,即从水轮机顶盖向转轮内补入高压空气.实测补气后机组的压力脉动信号和振动信号,对蜗壳进口、顶盖和尾水管压力脉动信号进行频谱分析,发现引起机组上机架结构共振的频率成分消失,机组的整体振动幅值也大大减小.根据电站的实际情况提出了可操作的补气减振方案,即采用在原有自然补气阀下侧接入压力补气管的处理方案,方案实施后电站运行记录显示,机组在该负荷区域运行时,无共振现象发生.     

双孢菇工厂化搔菌机机架模态及有限元分析

为增强双孢菇工厂化生产自走式搔菌机作业可靠性和安全性,运用SolidWorks三维建模软件建立机架的三维模型,在ANSYS Workbench中对其进行模态分析。提取出前10阶固有频率和模态振型,并与外部激振频率进行对比分析,排除可能发生共振现象的固有频率,并进行机架的有限元分析。结果表明:机架前10阶固有频率在35.26~113.41 Hz之间,在第9阶固有频率106.31 Hz出现最大振幅为24.153 mm,在第3阶固有频率51.737 Hz出现第2大振幅19.06 mm,振幅范围在8.705~24.153 mm,机架上各阶固有频率有效地避开了可能发生共振现象的外部激励频率范围,且机架满足设计强度要求,进一步提高了搔菌机作业安全性。本研究为双孢菇工厂化生产自走式搔菌机的设计与优化提供参考。     

土壤固有频率与孔隙度、含水率的关系研究

为确定土壤含水率、土壤孔隙度与土壤固有频率的关系,采用自制的土壤压实机械进行土壤试样制作,运用试验模态分析法,进行不同含水率和孔隙度下土壤固有频率的测定。获得了不同孔隙度下土壤固有频率和土壤含水率的关系曲线以及不同含水率下土壤固有频率和土壤孔隙度的关系曲线。分析结果表明:土壤试样含水率为3%~15%时,当土壤孔隙度一定,土壤试样固有频率除含水率为3%时呈线性增长,其余含水率均为先增大至含水率为9%左右后开始降低;土壤试样孔隙度为40%~48%时,当土壤含水率一定,土壤的固有频率随着土壤孔隙度的升高而增大。试验结果可为研究不同农机具作业后土壤—车辆振动系统的传递提供依据。     

不同收缩角下伞形风力发电机的模态分析

为了真实反映出伞形风力发电机在不同风速、不同收缩角(0°,30°,45°,60°)下的振动情况,借助ANSYS平台中的Modal模块对5kW伞形风力发电机进行有预应力的模态分析.将气动力、离心力、重力作为边界条件,模拟计算伞形风力发电机整机的前六阶模态变化与相应形变,并对整机在定风速和定转速情况下,一阶模态固有频率随收缩角的变化规律进行研究.分析结果显示,伞形风力发电机的固有频率和风轮工作频率、风轮3倍工作频率的相对差值分别为57.2%,-90.5%,可以完全避开共振,其设计是合理的;随着收缩角的增大,一阶固有频率减小,且转速对一阶固有频率的影响程度比风速大;摆振是低频区的主要振动形式,挥舞和扭转振动多出现在高频区;随着风速增大风力机的前六阶模态频率变化平稳,但随转速的增加上升幅度明显,而且离心力比气动力对风力机的动频影响作用更大.     

不同工况下某微型电动车车底架模态分析

针对电动车在行驶过程中容易造成车架变形的问题,采用有限元分析软件ANSYS对车底架进行了模态分析,通过分析可知,在电动车四轮着地情况下车架底盘在4阶固有频率时容易引起共振,其他情况的共振频率均高于4阶。采用模态分析的结果对电动车的底盘结构进行调整,使各阶模态频率避开路面激励频率,增强了电动车行驶的平顺性和稳定性,从而验证了设计的有效性和可行性。     

苜蓿压扁试验台设计及其机架模态分析

结合苜蓿压扁效果的影响因素:压辊间隙、弹簧的初始拉力、压扁辊转速、喂入量等,设计了一种苜蓿压扁试验台.借助SolidWorks中的Simulation有限元分析模块对试验台机架进行模态分析,提取出前10阶固有频率和模态振型.结果表明,其固有频率范围在151.83～69.09 Hz,与外部激振频率进行对比分析,各外部激振...     

基于热流固耦合的LNG低温潜液泵转子部件模态分析

利用UG对LNG潜液泵进行三维造型,再以ANSYS Workbench为平台,对LNG低温潜液泵的转子部件进行热流固耦合计算,得出流场对固体结构部分的热流固耦合力,把热流固耦合力作为预应力添加到转子部件上.分别对转子部件进行无预应力和有预应力作用下的模态分析,基于计算结果,提取了转子部件的前10阶模态,并把2种情况下的模态进行比较.结果表明:除了七阶、八阶振动为轴的摆动,其他各阶的振动变形都表现在叶轮上;添加预应力之后,转子部件的各阶振型没有发生变化,但每一阶的固有频率都有轻微的变化,预应力对转子部件各阶固有频率的影响很小;九阶和十阶的固有频率比较接近泵的3倍叶频,有发生共振的危险,需要对转子部件进行优化设计,使前3倍叶频都能远离各阶固有频率,从而避免泵在运行过程中发生共振;在预应力的作用下,转子部件的各阶振幅也都有小幅度的变化.     

基于ANSYS的某型号三轮摩托车车架的模态分析

对某型号三轮摩托车车架进行模态分析,获得了车架的前10阶固有频率值和相应的振型图,进而得出车架容易发生共振的频率区间.在此基础上把车架的各阶固有频率与该车在行驶时受到路面的激励频率和发动机运转时产生的振动频率相比较,得出该车架不会与发动机发生共振现象的结论.     

车辆运行时轮胎的振动特性

分析了车辆轮胎的运动特性，介绍了用通常方法计算旋转轮胎固有频率的频率方程，提出利用机械导纳法分析讨论车辆运行时轮胎的振动频率特性，得到了滚动轮胎的振动频率方程和曲线。     

基于ANSYS的播种机牵引梁模态分析

运用Pro/E对2BQ-2型精密播种机牵引梁进行三维建模,并利用ANSYS Workbench软件对播种机牵引梁结构进行模态分析,求解出牵引梁结构的模态参数,确定了牵引梁的固有频率和振型特征。在0～1Hz内,牵引梁的模态频率较密集,是影响牵引梁振动的主要区域,当外加激励频率与牵引梁固有频率相同时发生共振,引起播种质量下降;当牵引梁以0.237Hz的频率振动时,牵引梁将进行摆振,研究结果为牵引梁的优化设计提供了参考依据。