足尺中密度纤维板振动模态分析

为了利用振动法无损检测足尺中密度纤维板整板的弹性模量,对足尺中密度纤维板的振动特性进行研究。为了求解足尺中密度纤维板在自由振动下的模态参数,对3种厚度的足尺中密度纤维板,分别进行计算模态分析和试验模态分析,并对其自由振动形式下,前3阶模态振型和频率进行对比和分析。结果表明:1)3种不同厚度的足尺中密度纤维板表现出了相同的振动模态形式:第一阶、第二阶振型都是沿着长度方向的弯曲振动,第三阶振型则是沿着宽度方向的弯曲振动;2)计算模态分析和试验模态分析所得到的频率结果有一定的差距,其中,第一阶模态计算频率稍小于试验频率,第二和第三阶模态计算频率均大于试验频率;但计算模态频率与试验模态频率间有很好的相关性,决定系数达到了0.981 6。     

结构动力分析的实验应变模态法

推导了悬臂梁结构应变振型和应变频响函数的表达式，并用试验方法得于了结构的应变模态和位移模态。研究结果表明，根据应变频响函数矩阵的１列，可以识别出结构的应变模态参数；而根据其１行，则可以识别出位移模态参数。比较了根据应变频响函数和加速度频响函数识别出的位移模态、结构固有频率和阻尼参数的一致性，并进一步讨论了应变频响函数的特点及应变模态分析的优点。     

4LZ-8 稻麦收获机拨禾轮辐盘模态分析

【目的】为了研究拨禾轮辐盘的振动,验证拨禾轮辐盘是否会与割台其他部位产生共振。【方法】文章对4LZ-8稻麦收获机拨禾轮结构进行设计,并通过试验得出拨禾轮的最佳拨禾速比λ,计算得出拨禾轮转速;对拨禾轮受振动影响最严重的拨禾轮辐盘部分进行模态分析,通过线性摄动模态分析得出拨禾轮辐盘的振动频率和振型,并通过约束模态分析与其进行对比,验证线性摄动模态分析的准确性。【结果】通过试验得出拨禾轮的最佳拨禾速比λ=1.6,计算得出拨禾轮转速n=42.2(r/min)。对拨禾轮辐盘进行线性摄动模态分析,得到6阶模态频率为6.646 2～64.258 Hz,并得出拨禾轮辐盘的各阶振型。通过约束模态分析得到6阶模态频率为13.609～71.052 Hz,并与线性摄动模态分析所得到的振型进行对比,发现模态振型都与相对应的线性摄动模态相同,只有固有频率大于线性摄动模态,表明线性摄动模态分析正确。【结论】通过对拨禾轮辐盘的模态分析与割台其他部分激励进行分析,得出4LZ-8稻麦联合收获机拨禾轮辐盘不会发生共振。     

基于DASP的压力管道振动模态试验与分析

[目的]通过开展泵站管道系统振动模态试验,客观地分析管道振动状态并评估其运行的稳定性。[方法]采用DASP(Data Acqui-sition&Signal Processing)软件对甘肃省景电工程总干二泵站4#管道进行振动模态试验。[结果]利用随机子空间(SSI)法进行模态参数辨识,并与特征系统实现算法(ERA)对比,得到了可靠的1～4阶频率和阻尼,并由此进行振型分析。[结论]将DASP应用于压力管道振动模态试验,不仅获得管道高阶频率、阻尼及振型,得到管道不同位置的振动状态,还可为解决同类型管道运行中的振动问题,因此,在工程实践中具有较好的推广价值。     

混凝土局部破损梁损伤诊断的振动检测方法

为对钢筋混凝土梁进行动力破损评估，建立了钢筋混凝土梁的分离式有限元模型，推导了四节点矩形粘结单元的刚度矩阵。采用该模型计算了健康和局部破损梁的振动特性参数，计算结果与实际测试结果相吻合；计算及实际测试结果均表明。固有频率是进行钢筋混凝土梁损伤定性辨识的重要指标；曲率模态振型和应变模态振型对于钢筋混凝土梁的局部损伤较位移模态振型敏感。基于曲率模态振型和应变模态振型可以进行钢筋混凝土梁的局部损伤诊断。     

环境激励条件建筑结构的试验建模研究

通过环境激励模态识别技术对一座中高层新结构大楼环境激励试验建模研究。首先介绍了试验模型设计 ,并在现场测量整栋大楼在环境激励下的振动响应。然后采用新发展的频率空间域方法 ( FSDD)进行模态识别 ,分别在 0～ 4.5 Hz和 0～ 6.5 Hz频率范围识别出 9阶弯曲和扭转模态频率和振型。采用频率空间域方法识别了结构的阻尼特性 ,并得到满意的结果。所得试验模型已成功应用于 CFT大楼的有限元动态模型修正。所研发的试验建模技术可望在结构响应预报 ,健康监测和振动控制中发挥重要作用     

可独立操作半自动轨道式割胶机设计与分析

针对当前我国割胶机成本昂贵、作业难度大等问题,设计了一种可独立操作半自动轨道式割胶机,其机构简单、便于操作.利用Solidworks软件对割胶机进行总体设计,并对导轨装置、行走机构和切割装置进行参数化实体建模,将整机关键零部件导入Solidworks simulation,利用模态频率、静应力、载荷算例进行有限元结构分析,得到前5阶频率振型及应力、应变、位移云图.分析结果表明,振动变形主要发生在抵触杆与橡胶树表皮接触位置,且在小振幅和低阶模态频率(其值达到11.95 Hz)时,导轨装置与行走机构不会产生共振,行走机构没有出现明显的应力、应变集中,但导轨内壁的导向轮容易产生较大的位移变形;L型割胶刀上表面的Mises应力沿切应力方向递增时,割胶刀拉扯阻力将沿相同方向增大,但位移变形量不受影响.本分析为割胶机的设计和改进提供了方法和依据.     

4LL–1.5Y型联合收割机割台的振动特性

运用有限元软件ANSYS workbench仿真分析4LL–1.5Y型联合收割机割台,得到割台机架前6阶模态频率和模态振型,结果表明,割台在受振动时易产生变形的部位是割台机架的两侧壁和割台机架进口处的底板。利用三轴加速度传感和Co Co–80动态信号测试分析系统,分别测得割台机架关键部位的加速度信号,对比非田间作业试验发动机空转、整机运转(不行走)分别在怠速(700 r/min)、中速(1 200 r/min)、高速(1 800 r/min)和田间作业不同工况下各方向的加速度,各测点水平方向加速度是其他2方向的2~4倍,表明割台的振动主要以水平方向振动为主,其中倾斜输送器受振动比较严重,加速度最大值高达97.28 m/s2。对比有限元分析与振动试验结果发现,对割台振动影响较大的激励频率(20、22 Hz)几乎都出现在割台机架的模态频率(18.679 Hz)附近。     

汽车轮胎振动试验模态分析

利用振动试验模态分析的方法对汽车轮胎的振动特性进行了系统的分析,在自由悬挂支承条件下,对３种汽车轮胎径向和切向激振测试信号的数据处理与分析,求出５阶振型的频率及其相应振型。同时,对不同结构特征的轮胎的使用性能也做了探讨。     

用应变模态对混凝土结构进行损伤识别的研究

从理论上探讨了应变模态对混凝土结构进行损伤诊断的测试原理和方法，并通过混凝土框架试验结果分析，证明了应变模态较位移模态对结构的损伤更加敏感。     

3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度和振动模态研究

  目的  研究完全自由、四节点支承和两对边简支3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度和振动模态,为开展3种边界条件下足尺定向刨花板弹性常数振动检测结果的对比研究奠定基础。  方法  以4种厚度的足尺定向刨花板为研究对象,采用有限元软件COMSOL Multiphysics对完全自由、四节点支承和两对边简支的足尺定向刨花板进行了模态灵敏度分析,分别确定这3种边界条件下对其长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量这3个弹性常数灵敏度最高的模态;通过试验模态分析测得足尺定向刨花板在这3种边界条件下的前9阶振动模态参数,并对比和分析其在这3种边界条件下的振动模态参数检测结果。  结果  计算和试验模态分析得到的这3种边界条件下足尺定向刨花板的前9阶模态振型形状和阶次分别是相同的;足尺定向刨花板在这3种边界条件下的前9阶模态中,除模态（m, 0）、（0, 2）和（1, 1）外,其余模态均为单一方向的弯曲和扭转或不同方向弯曲的叠加模态;用于计算足尺定向刨花板长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量的最高灵敏度模态,在完全自由下为模态（2, 0）、（0, 2）和（1, 1）,对应阶次分别为第2、4和1阶;在四节点支承下为模态（2, 0）、（0, 2）和（2, 1）,对应阶次分别为第1、4和3阶;在两对边简支下为模态（2, 0）、（2, 2）和（2, 1）,对应阶次分别为第1、5和2阶。  结论  从振型角度说明基于计算模态分析方法和试验模态分析方法分别进行3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度分析和振动模态测试具有可行性。      

大跨屋盖结构风效应的风洞试验与原型实测研究

以广州国际会展中心为工程案例,进行了刚性模型风洞试验和有限元模态分析,在此基础上计算了屋盖的风致位移响应,结果表明,对于屋盖风振响应影响最大的因素是结构的基阶振型,其次才是风荷载;随着阻尼比的增加,位移响应谱的共振峰得到了有效平抑,峰值位移响应也随之减小.基于现场实测,提出功率谱点积识别大跨屋盖结构竖向整体振动固有频率的方法,并与有限元计算结果进行了对比分析,实测得到的前4阶固有频率与振型均能与有限元模型较好吻合,其中基阶固有频率的相对误差仅为0.3%,证明了该方法的有效性.     

基于ANSYS的双侧果园开沟机机架模态分析与结构改进

在双侧果园开沟机机架设计过程中,针对机架强度和刚度问题,利用Creo软件对机架固定段和折叠段进行参数化实体建模,导入到ANSYS Workbench中对机架进行有限元模态分析,得到其前6阶频率和振型,并进行结构性能分析。以结构强度及刚度为优化目标,以低阶模态频率和振动幅度为参考标准,针对固定段机架提出该机架结构的改进方案,采用增添桁架、消除焊接残余应力的方法增加其可靠性。结果表明:改进后的固定段机架前6阶固有频率范围为52.884～135.770Hz,最大变形量为0.055 724mm,其低阶模态频率和振动幅度得到有效改善,机架的整体刚性有了很大改进,满足设计要求。模态试验表明,有限元模态分析与模态试验结果的固有频率最大误差百分比为0.857%,振型基本一致。田间验证试验表明,应用改进后的机架进行开沟作业,作业质量完全符合NY/T 740―2003田间开沟机作业质量标准规定,性能稳定,满足果园开沟机的园艺要求。     

整板结构的古筝共鸣面板振动模态的研究

  目的  古筝的演奏效果除了与演奏者的技艺有关,与古筝本身的结构也有密不可分的联系。其中共鸣面板接收琴弦的振动并引起共振发声,是古筝发声过程中至关重要的一部分。本研究以整板结构古筝共鸣面板为研究对象,利用不同分析方法探讨其声学振动性能。  方法  采用ZSDASP信号采集分析软件对整板结构共鸣面板进行实验模态分析,得出各阶次共振频率及对应模态振型的特点和规律;并建立整板结构共鸣面板的三维模型,对其进行计算模态分析,验证计算模态分析应用于本研究的可行性。  结果  通过实验模态分析和计算模态分析均得出,随着振动阶次的升高,整板结构共鸣面板模态振型均趋于复杂,且对应的共振频率也逐渐增大;在实验模态结果中,（0, n）、（1, n）和（2, n）等阶次的共振频率较易识别;（0, n）阶对应的模态振型相对清晰易识别,但（1, n）、（2, n）中较低阶次对应的模态振型不明显;计算模态能够识别到的各阶频率所对应的振型为（1, n）和（2, n）阶,与实验模态结果相比缺少（0, n）阶,但计算模态分析得到的结果更具连续性,能够识别到（1, n）和（2, n）的所有阶次,而实验模态分析时个别阶次不够明显。  结论  将计算模态求解结果与实验模态结果进行对比分析得出,计算模态分析应用于整板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有一定的可行性。      

钢筋混凝土预制板动力特性试验研究

结构动力特性(频率、振型等)能够准确反映出结构所处的性能状态。为对某一已服役30年的结构构件(钢筋混凝土预制板)进行结构性能评价,对其进行了结构动力试验测试与分析。将单点移动测试技术与模态合成技术相结合,固定一个测点、移动敲击其余测点,通过对结构振动信号的数据采集与分析获取了全结构的模态信息,从而得到了结构的频率与振型。测试分析表明,实测基频略大于理论计算值,说明结构的实际刚度比理论刚度大,各部件整体性能较好。     

基于ANSYS Workbench小麦脱粒机离心风机叶轮有限元分析

离心风机在农业生产中有着广泛的应用,叶轮是风机的主要部件之一,对风机性能有很大影响。本研究以小麦脱粒机离心风机的叶轮为研究对象,应用Creo建立风机叶轮的三维模型,并将模型以IGS格式导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,对其进行静力学分析和模态分析。通过静力学分析,得到叶轮工作时的等效应力与应变云图:最大应力出现在轮盘轴孔台肩周围和叶片内侧与叶轮连接处,最大值为204.2 MPa,小于材料屈服强度420 MPa;通过模态分析,得到前八阶模态的振频和振型:叶轮的干扰频率21.82 Hz远小于前八阶模态的振频;根据分析结果,验证了叶轮工作的安全性。利用Creo和ANSYS Workbench的联合进行有限元分析,不仅缩短了静力学分析和模态分析所需的时间,而且提高了结果的准确性,为优化设计提供了理论依据。     

浓缩风能型风力发电机多叶片风轮模态分析

以六叶片结构的浓缩风能型风力发电机风轮为研究对象,采用锤击法对单叶片、三叶片、六叶片风轮进行模态分析,得到其试验模态参数。试验结果表明:随着叶片数量的增加,风轮一阶挥舞固有频率的个数增多,共振的概率变大,虽然振型整体为挥舞振型,但同一风轮中的各叶片的振动幅值存在差异,导致风轮的振动形式变得更加复杂。浓缩风能型风力发电机六叶片风轮转动频率6.67 Hz及其6倍频率40.02 Hz避开了共振区间在71.14-108.32 Hz,风轮共振几率较小,为后续浓缩风能型风力发电机风轮研究提供依据。     

拉床构件的有限元分析及拓扑优化设计

利用有限元分析和拓扑优化技术,对拉床墙板结构进行了优化设计。建立墙板结构的有限元模型并进行前处理,结合墙板的实际工况,分析其应力应变分布和前四阶模态情况。利用LMS振动测试系统,测得了墙板的试验模态,将试验模态的各阶固有频率以及振型与有限元分析结果进行对比,二者具有良好的一致性。以改善墙板的静动态特性为目标进行拓扑优化和二次设计。分析结果表明,优化后的结果有更低的应力水平和更小的最大变形量,同时有更高的一阶固有频率,实现了设计目标。     

果园电动履带运输车车架轻量化设计

为实现果园电动履带运输车车架的轻量化,构建车架的有限元分析模型,获取弯曲工况及扭转工况下的车架应力应变分布特点,并进行静态电测试验研究。基于结构优化的方法轻量化设计车架,并对优化后的车架进行有限元校核和模态分析。结果表明,静态电测试验的各测点应力值与模拟计算值基本一致,验证了所构建有限元分析模型的可行性;在满足承载强度及刚度的条件下,轻量化设计后的车身质量减轻8.82%,一阶频率提高11.81%。研究结果为果园电动履带运输车的轻量化设计与结构优化提供了参考。     

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。