一多层框架结构模型的动力测试与分析

基于结构动力特性改变的损伤识别技术是结构健康监测的核心问题,建立一个验证各种损伤识别方法的试验平台是结构损伤识别研究所必需的.首先,设计了一个钢框架结构.其次,建立该结构的有限元模型,并进行动力分析.最后,实现该模型的动力测试,并对结构模态参数进行识别,识别得到结构的8阶频率和振型.该结果表明,理论的解析模型同实际模型间存在一定差异,因此有必要进行有限元模型修正.     

农用三轮车车架结构静动态特性仿真分析

对处于产品设计阶段的某新型太阳能农用电动三轮车车架结构进行静动态特性仿真分析.首先在Pro/e软件中建立车架CAD模型,然后在MSC.Patran/Nastran有限元分析软件中建立以板单元为基本单元的车架有限元模型,对车架进行静态应力分析、自由模态有限元分析和随机振动分析,求出三轮车车架结构的动应力和变形作用下的危险结点和截面.分析结果表明,车架静应力有较大富余,动应力超过了许可应力,在制动状态容易造成车架破坏.车架固有频率和固有振型分布较有利.提出并验证了车架结构的改进方案.车架改进后,在实车静载工况和实车制动工况下最大应力均小于车架改进前该工况的最大应力.车架第1阶固有频率变大,发生共振的可能性更小.振型突变基本消除,车架静、动态性能得到改善.分析结果为产品改型设计提供了理论依据.     

基于有限元法的农用车辆发动机连杆动静态特性分析

连杆是农业车辆发动机的重要组成部分。由于农业车辆作业强度大,连杆作业过程中其结构、位移及应力变化严重影响作业性能。针对以上问题,本文以某厂生产的内燃机连杆为研究对象,利用三维建模软件NX10.0建立连杆组模型,采用有限元法对连杆杆身、大头轴瓦、小头衬套进行受力分析,并对连杆在自由模态和预应力模态下的动态特性进行了分析。结果表明：连杆受拉伸载荷时最大应力为199 MPa,受压缩载荷时最大应力为230 MPa,且杆身两侧会发生翘曲变形,最大变形量为0.03 mm;在相同的接触条件和约束条件下,自由模态下前10阶振型和预应力下前6阶振型的变形总是在大（小）头处、杆身与两端的过渡处、杆身的中间部位。     

基于有限元法的农用车辆发动机连杆动静态态特性分析

连杆是农业车辆发动机的重要组成部分,由于农业车辆作业强度大,连杆作业过程中其结构、位移及应力变化严重影响作业性能。针对以上问题,本文以某厂生产的内燃机连杆为研究对象,利用三维建模软件NX10.0建立连杆组模型。采用有限元法对连杆杆身,大头轴瓦,小头衬套进行受力分析。研究表明:连杆受拉伸载荷时最大应力为199Mpa,受压缩载荷时最大应力为230Mpa,且在杆身两侧会发生翘曲变形,最大变形量为0.03mm。对连杆在自由模态和预应力模态下进行了动态特性分析,在设置了相同的接触条件和约束条件下,得到自由模态下前10阶的振型和预应力下前6阶的振型,发现变形总是在大、小头处,杆身与两端的过渡处,杆身的中间部位。本文研究结果为指导连杆组及发动机设计提供理论依据。     

基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析

应用有限元振动分析方法对我国新疆某大型农业水利工程倒虹吸出口平面闸门的固有振动特性进行计算与分析。建立了平面闸门的实体模型和有限元模型,考虑流固耦合对闸门结构动态特性的影响,分析了平面闸门在无水和有水状态下的动态特性,计算得到闸门的前6阶固有频率及其振型。结果表明,闸门开度对其自振频率有着显著影响,在小开度时第1阶固有频率下降达到28.5%,沿竖直方向的整体振动的模态频率接近20 Hz,因此,为了提高闸门的第1阶固有频率,必须对闸门结构进行改进。     

碟封头卧式储罐的动态特性及优化北大核心

为了分析碟封头卧式储罐的动态特性,并得到夹套支座对储罐固有频率和振型的影响,结合振动力学模态分析理论与有限元方法,建立了碟封头卧式储罐的有限元模型。针对该模型,分析了夹套支座间距与个数对储罐动态性能的影响,得到了最优的夹套支座间距和个数。分析结果表明:对于两支座卧式储罐,随着支座间距的增大,卧式储罐的固有频率增大,但当支座间距达到储罐长度的1/2后,固有频率不再明显增大,因此储罐长度的1/2为最优支座间距;增加支座个数可以有效增大结构的固有频率并降低变形量,但当支座个数从三支座增加到四支座时,结构的振动特性改变不大,考虑材料与安装成本,认为三支座是多支座卧式储罐的最优选择。研究结果为卧式储罐的支座设计和工程安装提供了理论依据。     

锤片式饲料粉碎机架板的有限元分析及拓扑优化

以某锤片式饲料粉碎机转子系统架板为研究对象,采用ANSYS Workbench软件对其进行静力学计算与模态分析。结果显示:实际工况下架板的最大总形变量为0.035 mm,其发生在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔处,架板沿X、Y及Z轴方向上的最大形变量分别为0.035、0.001以及0.016 mm,各形变量均较小且与架板实际受力情况相符;架板所受最大应力为165.72 MPa,且应力较大的部位仅集中分布在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔附近,架板上绝大部分位置的应力值均在36.862 MPa以下;架板的一阶固有频率为339.79 Hz,且前六阶固有频率均远大于粉碎机的激振频率58.33 Hz,但其存在较大的材料冗余。基于此,对架板进行拓扑优化,并根据材料去除率为50%的计算结果对架板结构进行优化设计,优化后架板的质量由最初的46.66 kg降至25.85 kg。对优化后的架板进行静力学计算与模态分析,结果表明,全新的架板的强度与刚度均足够,且其材料冗余量大幅降低,架板在工作过程中不会发生共振。     

谷物联合收获机方向盘总成的模态分析与结构优化

以某谷物联合收获机方向盘总成为研究对象,基于Pro/E软件建立其几何模型,采用有限元分析软件(ANSYS)对方向盘组合体模型进行模态分析。结果表明,模型第一阶固有频率为44.005Hz,位于人手敏感振动频率范围37.5～65.0Hz,对操作人员身体健康具有较大影响。为了调整组合体模型的固有频率以避开人手的敏感频率范围,在将方向盘骨架材料更换为45钢的基础上,通过增大转向柱和传动轴的直径对组合体进行结构优化。优化后组合体模型第一阶固有频率由44.005 Hz提升至67.31 Hz,避开了人手敏感的振动频率,同时也避开了发动机激振频率。结构优化后的模型可避免共振现象的发生,并提升作业人员的操作舒适性。     

结构参数对刚构-连续组合梁桥动力特性的影响分析

以龙华松花江特大桥的大跨度刚构—连续组合梁桥为研究对象,采用大型有限元分析程序ANSYS建立该桥的空间计算模型。利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的基频与振型,并与动载试验实测基频值进行比较,验证模型分析的正确性。在此基础上改变结构参数重新计算基频,并对结果进行线性回归分析,以此确定各结构参数对刚构—连续组合梁桥的动力特性的影响程度。     

降低柴油机机油消耗率的有效途径

本文着重分析了影响柴油机机油消耗率的主要因素油环、气环、活塞、摇臂轴机油流量及曲轴箱中气体压力等。以495Q型柴油机为实例,进行了一系列结构改进措施。综合试验结果表明,892和30号发动机改进后机油消耗率均降低49％。     

基于ANSYS的内燃机气门控制装置的动力学分析

介绍了一种新型内燃机气门开缸控制装置,可实现分缸断油、自动减压起动。为验证其可靠性,以在6135型柴油机上加装的控制装置为例,利用ANSYS软件对压板进行了瞬态动力学分析、模态分析和谐响应分析。分析了压板的应力、变形、固有频率以及对振动激励载荷的响应情况并进行了优化,分析结果表明将压板拐角处圆角半径增大至15 mm可提高压板刚度,提高固有频率,使第1阶固有频率提升了16.05%,第1阶响应频率由90Hz提升至110 Hz有利于避开共振,同时对静载荷和冲击载荷的承受情况均有明显改善,稳定后的应力数值降低了43%,冲击造成的摆动幅值下降了29.6%,稳定时间下降了14.28%,有利于气门控制装置可靠性的提高。     

甘薯秧蔓粉碎还田机机架的模态分析与试验研究

针对甘薯秧蔓粉碎还田机正常工作时振动较大的问题,为减小共振的发生,利用三维软件Pro/E对4JHSM-90型甘薯秧蔓粉碎还田机机架进行参数化建模,采用有限元软件Abaqus建立了机架的有限元模型,求解出机架的前10阶模态频率和振型,并对机架进行了模态试验,验证理论分析的准确性。结果表明：在正常工作状态下,机架固有频率可以避开刀辊、变速箱、拖拉机等外部激振频率范围;机架的薄弱环节为左右两侧板,安装了加强槽钢的左侧板比右侧板振幅小。该研究可为甘薯秧蔓粉碎还田机机架结构的设计与优化提供参考。     

粒状生物质炭基尿素肥料制备及其性能研究

利用沙柱间歇淋溶试验研究评价粒径、尿素和生物质炭质量比、高岭土添加量对肥料缓释性能及颗粒,承受最大破坏力影响规律。当高岭土添加量为10%,在尿素与炭比为1??1~1??5时,可获得80%以上的最大成型率,颗粒的最大破碎压缩力可达10 N以上。随着生物质炭含量增加和肥料颗粒粒径增大,颗粒缓释肥缓释性能提高,当颗粒粒径为5~6 mm,尿素与生物质炭质量比由1??1变化至1??5时,第1次淋溶其累积释放率由43.35%下降至15.64%,比纯尿素颗粒肥下降33%~60%,纯尿素颗粒肥养分到第2次淋溶已完全释放,而缓释肥的尿素的累积释放到第5次淋溶才基本完成。可见缓释肥的缓释性能可通过改变炭粉添加量调节以满足不同作物生长需求。通过对生物质炭基尿素肥料生产流程和经济性分析,说明生物质炭基尿素肥料生产工艺简单、运输方便、价格合理。     

管道现场腐蚀疲劳试验结果分析

以库鄯输油管道现场腐蚀疲劳试验为例,介绍了对API X65 φ610×7.1管道用钢采用人工海水、反复周期加载直至受试钢管螺旋焊缝出现开裂的试验过程,通过进行力学、金相、腐蚀、失效分析,确认根焊角开裂为应力集中所致。试验结果表明,疲劳破裂易发生在母材韧性较差的部位,其焊缝根焊角度至关重要。     

全喂入式胡麻脱粒机的设计与试验

针对胡麻籽粒小、茎秆易缠绕、喂入流动性差等特点,采用垂直排列D型纹杆闭式脱粒滚筒和菱形棱角型栅栏式凹板组和的方式,设计一种全喂入式胡麻脱粒机。以陇亚14号胡麻为试验材料,对其茎秆进行生物力学特性试验,运用ANSYS Workbench和Fluent对脱粒机机架和风选系统分别做模态及流场模拟分析,并进行脱粒试验。结果表明:当陇亚14号胡麻中部茎杆含水率为9.43%时,抗拉强度为179.6 MPa,抗弯强度1.79 MPa,剪切强度0.19 MPa;机架前8阶固有频率范围为46.19～257.20 Hz,振幅范围7.53～115.63 mm,在第6阶频率190.46 Hz处出现最大振幅为115.63 mm,在第5阶固有频率190.01 Hz处出现第2大振幅114.99 mm;当脱粒滚筒主轴转速为1 500 r/min时,垂直悬浮筒进口风速达到了6.3～10 m/s,离心风扇径向边缘风速可达50 m/s,垂直悬浮筒进口到离心风扇之间的压强在-500～-1 000 Pa,离心分离筒内壁面压强4 000 Pa,排杂口压强4 799.27 Pa;脱粒时作业机脱净率为98.86%,含杂率2.15%,破碎率0%、夹带损失率0.8%、清选损失率0.27%、飞溅损失率1.8%、未脱净损失率0.09%,总损失率2.97%。该机整体设计符合国家标准要求,满足胡麻脱粒作业需求。     

彩南原油流变特性试验

彩南原油属石蜡基原油,析蜡点在４８～５０℃之间,反常点为２０℃,针对这些特性,进行了原油热处理和添加改进剂综合处理试验。试验结果表明,原油的流变特性得到了改善,粘度、凝点、反常点及屈服应力值均有明显下降,根据试验结果确定了原油综合热处理的温度、加剂量等参数,有效地指导了彩南原油管道的安全运行。     

发动机试验数据自动采集与分析系统

在调查研究国内外发动机自动测试技术的基础上,提出了一种借助微机实现发动机测试数据自动采集与分析的方案,完成了硬件配置设计并研制了数据采集与分析的全部软件,用所研制的发动机试验数据采集与分析系统能测试９个性能参数,并可扩充到１６个。给出了使用本系统的测试结果和柴油机上进行负荷特性的调速特性测试的实例。     

S195柴油机燃用菜籽油的试验

以菜籽油为燃料 ,对 S195柴油机燃油性能进行了研究。结果表明 :在发动机结构不经改动的情况下 ,燃用菜籽油或菜籽油与柴油的混合油是可行的 ;发动机燃用菜籽油或混合油时 ,其排放污染下降 ,但耗油率均有所上升 ,且燃烧室和喷油嘴积炭较多 ;发动机燃用 5 0 %菜籽油与 5 0 %轻柴油的混合油 ,且供油提前角为 2 0°CA时燃烧性能较好     

一种基于实测模态参数的结构损伤诊断方法

本文提出了一种利用实测结果固有频率与振型诊断结构损伤大小和位置的方法，并提出了一种能抑制测试误差对诊断准确性影响的正则化技术求解质量和刚度损伤诊断方程，以三根模型的损伤诊断实例说明了本方法的有效性。