基于ANSYS的柴油机机体组件模态分析及结构改进

以中冷直喷型柴油机为研究对象,采用ANSYS软件对某柴油机机体组件进行模态分析,获得了前10阶固有频率及振型。结合机体组件有限元模态分析结果对其进行了结构方案改进。在油底壳上增加了两块板使油底壳和机体相连,从而提高了机体组件的整体刚度。改进油底壳对机体组件的第1阶模态影响不大,其余各阶模态频率有所提高,且改进前后机体组件的模态振型变化较大。为柴油机的优化设计和技术改进提供重要的参考依据。     

ZH1110型柴油机机体结构的动态特性

分析了ZH1110型柴油机机体模态试验的机体支承方法、激励方法的选择、测点的选取、数据采集及模态分析等对机体模态试验有重要影响的关键因素，通过模态试验与分析获得了反映机体结构动态特性的固有频率、模态振型和模态阻尼等，并对前11阶试验结果进行了动态分析，指出了机体的薄弱部位，为机体的动态特性改进提供了可靠依据。     

残膜回收机机架有限元分析及优化

针对残膜回收机的整机振动强烈、机架开裂等问题,运用ANSYS Workbench19.0软件对残膜回收机的机架进行静力学分析和约束模态分析,研究机架的静力学特性和模态特性,获得机架的固有频率、振型、阻尼等参数,并在此基础上采用正交试验设计的方法,以机架的左右边板厚度、主连接梁管厚、副支撑梁宽度为试验因素,第1、2阶固有频率为试验指标对其进行结构优化。当机架左右边板厚度为12 mm、主连接梁管厚为6 mm、副支撑梁宽度为70 mm时,机架的第1、2阶固有频率50.747 Hz、53.557 Hz不在外部激励频率范围（0.833~40 Hz）内,并且优化后的最大应力值降低3.295 MPa,优化前的最大振幅为17.642 mm,优化后的最大振幅为12.719 mm,降低了4.923 mm,有效避免共振现象的发生,优化前后的机架均满足刚度和强度要求。该研究可以为残膜回收机的机架设计、可靠性研究上提供理论参考。     

基于APDL的碟式太阳能聚光器网架模态分析与结构优化

为避免碟式太阳能聚光器网架与外界激励发生共振,需研究其振动特性,并通过结构改进以提高聚光器网架的刚度。本文运用APDL语言建立25kW碟式太阳能聚光器网架的几何模型和有限元模型,并对其进行模态分析,得到聚光器网架前十阶固有频率和固有振型。根据模态分析结果,针对聚光器网架振动特性和危险区域,对聚光器网架结构提出改进方案,并对改进的结构进行模态分析。研究结果表明:聚光器网架的轮廓边缘和缺口处是其振动的危险区域;桁架前端部分的刚度对聚光器网架的整体振动特性有很大影响;优化后的聚光器网架最小固有频率为10.475Hz,比改进前提高3.637 2Hz,明显改善聚光器网架的结构刚度和振动特性。     

柴油机机体的模态分析与减振设计

采用 ANSYS有限元分析软件 ,对一直列 6缸柴油机机体进行了模态分析 ,并与实验模态分析结果相比较 ,验证了计算模型的正确性。在该模型的基础上 ,从增加刚性和减少质量方面进行了研究 ,结果表明 ,铝制机体以及梯形框架结构和加强板结构均可减小机体的振动 ,进而降低发动机的噪声。     

基于模态规划法的履带拖拉机车架振动分析与优化

为优化拖拉机车架振动参数,改善驾驶舒适性,本文基于模态规划法对履带拖拉机车架进行振动分析与优化。现场测试了履带拖拉机田间行驶工况下车架X、Y、Z方向的时域振动参数,采用傅里叶分析法获取振动的线性自功率谱参数,数据表明加速度峰值对应频率为8.125 Hz、21.25 Hz、42.5 Hz和85.625 Hz。建立车架有限元模型并进行模态求解,第2阶固有频率23.98 Hz、第4阶固有频率85.00 Hz与振动激励峰值频率之间的差值均小于3 Hz。采用模态规划法和响应面法优化车架模态参数,获取了各个因素对目标参数的影响规律,当两根支撑梁之间间距、支撑梁壁厚、支撑梁边长分别为149.90 mm, 5.01 mm和65.00 mm时,第2阶和第4阶模态频率最优。通过有限元仿真对最优解进行验证,仿真结果表明,第2阶固有频率和第4阶固有频率分别为48.53 Hz和89.97 Hz,对应的误差率分别是1.99%和1.03%,具有较好的优化效果。本文的研究方法和结论可推广至其他农业机械的振动优化分析。     

深松铲的模态试验与分析

为了研究深松铲的振动特性,采用模态试验的方法,对深松铲进行单点激励、多点拾振,应用信号分析软件进行深松铲的模态参数识别。同时,分析了深松铲的模态振型,绘制了振型图。分析结果表明：深松铲的第一阶模态表现为沿Z轴的摆动,第二阶模态表现为深松铲整体绕Y轴的扭转。深松铲柱的中部动刚度较小,属刚度薄弱区。由此,对深松铲柱和机体连接的部分进行了数字化改进,增加了铲柱的刚度。     

收割机变速器箱体模态分析及结构改进

由于收割机在丘陵山地田间作业不平稳、振动大,为确保变速器可靠持续地输出动力,进行变速器箱体的模态分析。首先基于有限元数值模拟技术,利用ANSYS系统对变速器箱体进行模态分析,讨论箱体的固有特性、变形和刚度,其次在箱体轴承孔周围设置筋板,对改进后的箱体结构进行有限元模态分析和谐响应分析,最后通过锤击法进行箱体试验模态分析。结果表明,收割机外部激振源的频率都低于箱体的第1阶固有频率,箱体的驻车轴承孔处相对位移较大,刚度不足,改进后箱体的固有频率有所提高,总体刚度提高,局部振动相对变形显著下降,局部刚度较大提高,且有限元模态分析与试验模态分析参数准确和可靠。     

镗缸孔数控机床主轴部件静动态性能分析

为改善镗缸孔数控机床主轴的静动态特性,提高机床的加工精度。基于赫兹理论研究预紧参数对轴承刚度的影响,并计算出主轴轴承的径向刚度。对主轴部件进行适当简化,运用ANSYS软件建立其有限元模型。进行静力学分析计算出主轴静刚度并校核主轴强度;通过模态分析得出主轴部件的固有频率和模态振型;通过谐响应分析确定主轴的不同部位在特定激振力下位移随频率的响应。分析结果表明:主轴的静刚度为579N/μm,最大应力为22MPa,二者均满足设计要求;主轴的第1、2阶固有频率为801.79Hz,其临界转速为48 107r/min远高于主轴的工作转速,有效地避开共振区域;特定激振力下的谐响应峰值出现在3、4阶固有频率892.08Hz处,而主轴前端在工作频率300Hz处的振动位移仅为0.32μm,不会对主轴造成影响。     

喷雾机喷杆有限元模态分析与试验

针对喷杆喷雾机在田间正常作业时由于路面凹凸不平所引起的喷杆振动问题,对一种五段式喷杆进行了研究。利用Pro-E建立了该喷杆的三维几何模型,并采用ANSYS对该喷杆的有限元模型进行模态分析,求解出喷杆的前8阶固有频率和模态阵型,结果显示:前6阶固有频率均在10Hz以下,喷杆容易发生共振。通过锤击法对该喷杆进行模态试验,对比有限元试验与模态试验,结果发现:喷杆前8阶共振频率差均小于10%,各阶振型所对应的模态置信准则都大于0.8,验证了理论分析的准确性。此次有限元分析可为喷杆的进一步优化设计和动力学分析提供理论依据。     

制冷机组发动机隔振仿真分析及机架结构优化

利用已建立的制冷机组发动机隔振系统动力学模型及其解耦分析,运用ADAMS10.0建立了发动机隔振系统现有支承和半解耦支承形式的仿真模型,并进行线性模态分析。分析表明：发动机现有支承存在严重的振动耦合;采用半解耦支承形式,其质心的动态响应显著减小,即X和Y方向的位移减至0.79811mm和1.6095mm,解决了发动机的振动耦合问题。运用I-DEAS8.0软件,对原机组的机架进行了振动模态分析和动态响应仿真分析,现有机架固有频率54.6Hz时发生整体变形,最大变形为1.08mm,原机架的整体动刚度差;通过对原机架的结构改进,使机架发生整体变形的固有频率提高到129.5Hz,机架最大变形减小为0.359mm,显著改善了机架的结构动态性能,提高了制冷机组的动态工作性能。     

4105柴油机曲轴自由模态分析与试验研究

基于虚拟样机技术建立4105柴油机曲轴三维模型,并对曲轴自由模态进行了计算分析,得出2 000 Hz内共有9阶模态,其中最低阶模态为曲轴振动的危险区域,在柴油机工作转速范围内会引起共振。采用多点激励单点响应法对4105柴油机曲轴进行了模态试验,获得了0～2 000 Hz频率范围内的曲轴模态参数。模态试验结果和有限元计算结果对比分析表明,有限元计算结果较好地反映了曲轴的固有振动特性。     

农用运输车联体后桥试验模态分析

以试验模态分析技术为手段,研究了新开发的某农用运输车联体后桥的振动模态特征,得到其固有频率、阻尼、模态振型等模态参数。试验模态分析结果表明：联体后桥垂直振动的前三阶固有频率较低,易于引起联体后桥产生俯仰振动;另外,变速器箱体左右侧面的刚度较差,导致变速器产生明显的局部振动。     

某踏板车车架有限元分析

车架承受整车如发动机、传动装置等总成传给的各种力和力矩。为确保车架具有足够的刚度和强度,通过建立有限元模型,对车架进行模态分析,从而提前预测各种路况下车架受力情况,优化结构设计,减少车架问题发生。     

高空便携式山核桃拍打采摘机设计

针对当前我国山核桃采摘过程作业难、机械化程度低及存在安全隐患的现状,设计研制了一款适用于复杂地形车辆无法进入的山高、坡陡的多功能高空便携式山核桃采摘设备。为此,阐述了采摘机的总体结构设计方案,给出了采摘伸缩杆、采打机构等关键部件的设计过程,并利用abaqus软件对采摘杆进行有限元模态分析,获得了该系统的前6阶的固有频率及各阶振型图。研究结果表明:系统的1~2阶(54.1~55.2 Hz)模态主要表现为采摘杆整体平动;3~6阶(107.3~184.3Hz)模态表现为采摘杆各部位沿各个方向的振颤及扭转振动,上述系统模态属性,可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。     

SF480发动机机体的有限元和试验模态分析

结合实验模态与有限元理论模态分析,对SF480型发动机的机体进行了动态特性研究。首先,在Pro/Eingeer中建立机体的三维实体模型;然后导入ANSYS中进行网格划分,得到其有限元模型;再采用子空间迭代法进行模态求解,得到前10阶固有频率和振型。另外,用脉冲激励法在实验室对机体进行模态实验,得到实验模态参数。通过理论模态与实验模态参数的对比,验证了结果的有效性,并分析了机体模态的规律,为该类型发动机的机体结构优化提供了一定的参考依据。     

某甘蔗机刀盘横向摆动问题研究

为了更深入地了解某甘蔗机刀盘的振动,以某样机为试验对象,对引起刀盘的振动的两个主要因素进行了试验。根据试验研究可知,发动机的激励和路谱激励对刀盘的振动确实有很大的贡献;在发动机转速为1 100r/min时,无论匀速行驶还是怠速刀盘的横向摆动都很严重,通过对测试数据的分析得出此峰值可能不主要是由发动机这单一因素引起的,可能与刀盘本身有关。对该刀盘做了模态测试,由模态试验分析的结果可知,刀盘在该发动机的激励频率处确实存在横向摆动的模态。为了解决刀盘横向摆动问题对刀盘进行结构改进,经过对加筋后的刀盘进行试验测试,由分析结果可知,在此激励的频率下刀盘无横向摆动问题。此优化方案解决了甘蔗机刀盘振动问题,对后期进行切割系统的改进具有指导意义。