输油气管道结构振动声辐射仿真分析

针对输油气管道中流体与结构之间的耦合作用引发的管道疲劳破坏和辐射噪声问题,采用有限元法进行流固耦合振动特性分析,得到固有振动频率和振动模态,分析流固耦合作用对输油气管道固有振动频率的影响;采用ANSYS软件进行谐响应分析,得到简谐激励作用下管道振动的位移、速度和加速度等参数;将谐响应分析得到的位移数据导入声学软件LMS Virtual.Lab,基于间接边界元法模拟得到管道振动的辐射声场,从而建立管道振动声辐射模型。研究结果表明:径厚比、是否考虑流固耦合作用以及管道形态均对管道的固有频率有不同程度的影响;不同径厚比管道的壁厚越小,辐射声压越大。输油气管道结构振动声辐射仿真分析可为管道辐射噪声控制和管道结构优化提供借鉴。     

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。     

基于解析法的弹性板-柱壳结构外场声辐射有源力控制

建立了弹性板-壳-声腔耦合模型,研究弹性板(壳)结构振动与声场耦合的特性,基于板壳振动微分方程,利用模态叠加法求解位移响应,分析结构与声场耦合之后,弹性板-壳-声腔结构的振动产生的声辐射,分别推导弹性板以及圆柱壳受到外载荷作用情况下振动产生声辐射指定外场点的声压级公式;然后根据点源组合原理,探讨有源力噪声控制,并给出算例予以验证。     

带浮筏装置的船舶结构水下声辐射计算及分析

针对带浮筏隔振装置的机舱段,从声辐射的指向性、声辐射功率以及场点辐射声压、声强的角度出发,采用有限元和边界元相结合的方法,计算分析了船舶结构在水中航行时,由船舶辅机的振动引起的船舶壳体的辐射噪声特性,并考虑流体与船舶结构的流固耦合问题,计算结果表明,船舶结构的振动辐射噪声有着很强的指向性,频率越高,指向性越强,辐射声压随着传播距离的增加而迅速下降,下降的梯度与激振频率、场点的远近有关.     

乐器共鸣板用木材的声学特性研究进展

论述了国内外乐器共鸣板用木材的声学振动特性研究进展与现状,着重论述了国外的相关研究;提出了在未来的研究中应加强音板振动性能评价、音板振动性能与人的生理心理指标关系、乐器音板用木材的快速客观评价与选取、音板声振动信号分析与处理等方面的工作,以便为今后国内乐器共鸣板用木材的声学特性研究及乐器材的快速、客观评价体系的建立提供借鉴。西北林学院学报21卷第3期刘镇波等乐器共鸣板用木材的声学特性研究进展     

基于ANSYS的木塑复合板振动特性分析

为分析木塑复合板的振动特性,采用ANSYS软件分别构建了完好和含有不同大小孔洞缺陷木塑复合板的有限元模型,运用模态分析方法获取了其前8阶固有频率和位移模态,计算了其曲率模态,分析了孔洞对木塑复合板固有频率、位移和曲率模态等振动特性的影响.结果表明:利用ANSYS能够有效分析木塑复合板的固有频率、模态振型等;孔洞缺陷对木...     

拖吊分离型清障车拖架有限元模态分析

应用有限元分析软件ANSYS分别对拖吊分离型清障车拖架进行全缩和全伸状态下的模态分析,得到拖架的前9阶固有频率及对应的主振型.在此基础上,选取其中有显著影响的前4阶模态进行了分析,了解结构的振动特性.研究结果可为减小振动对拖架下沉的影响提供理论参考,为拖架的动态结构设计提供必要的参数.     

超高双立柱巷道堆垛机振动分析

 高度为24m和负载2700kg的双立柱巷道堆垛机的结构振动特性是该产品可靠性设计的关键因素,研究分析堆垛机的工况载荷结构受力和模态特性以验证其是否符合强度和振动要求。基于结构模态振动理论和有限元方法,运用耦合自由度方法对各零件结合面进行连接处理和施加工况边界条件,建立了超高双立柱堆垛机的真实复杂动力学分析有限元模型。在此基础上,计算了堆垛机结构的最大变形量和最大应力值,前10阶预应力模态频率和振型。分析了堆垛机的工况载荷结构强度,预应力模态振动特性和结构的振动不稳定情况。计算结果表明超高巷道堆垛机在工况载荷下具有很好的结构强度和较大的模态振动位移等特性,为以整机系统振动为目标的超高巷道堆垛机动态设计改进以及避免结构的共振提供理论指导和参考数据。     

非线性强迫振动系统的动态特性分析

本文通过建立非线性强迫振动系统的动态特性评价体系，实现对工业应用振动设备或系统的起动、变频、变幅等过渡过程的动态特性评价。通过对实际系统的分析及研究，揭示出非线性强迫振动系统的系统参数对其系统动态品质特性的影响．系统在不同的输出情况下具有不同的动态特性──这一非线性强迫振动系统特有的现象。同时介绍了适用于多非线性环节的控制系统的动态过程计算的方法──离散相似法。     

基于封闭空间辐射模态的结构声有源控制

从辐射模态角度来研究封闭空间结构声的有源控制同题.导出了耦合封闭空间内的辐射模态,将封闭空间内的声势能解耦分解成互不影响的独立项,每项由一阶辐射模态单独形成;提出了以前G阶辐射模态的声势能作为控制目标的有源控制策略;给出了控制力的最优控制模型.对长方体封闭空间内结构声的有源控制仿真表明:一个控制力可以控制一阶辐射模态的声势能,而4个控制力控制前4阶辐射模态可以有效抑制低频范围内的声势能.     

基于权重优化的液压机械无级变速器箱体的轻量化设计

为了优化自主研发的六轴式三行星排液压机械无级变速器(HMCVT)箱体的结构性能，提高材料的利用率，减轻箱体质量，对HMCVT箱体进行拓扑优化设计。考虑HMCVT箱体所受载荷的复杂性，基于虚拟样机技术，建立变速器虚拟样机模型，结合拖拉机地面振动测试，获取单行星排工作、双行星排工作和三行星排工作3种不同载荷传递工况下变速器轴承孔动载荷；以应力、体积比为约束，基于折衷规划法建立包含3种载荷传递工况下刚度和箱体前三阶固有频率的综合目标函数；考虑子目标权重的影响，基于代理模型和遗传算法获取最佳权重并与层次分析法进行对比分析；最后，利用Hypermesh对HMCVT箱体进行拓扑优化求解。优化结果表明，优化后的箱体最大应力减小了13.6%，最大变形减小了0.5%，箱体的刚度和强度基本不变或略有提升，质量减轻10.9%，实现了变速器箱体轻量化目标。     

基于声阵列测试和声学边界元计算的粉碎机噪声源识别

【目的】粉碎机是农产品加工领域的重要装备，但其造成的振动噪声一直影响着操作人员的身心健康，而粉碎机的减振降噪优化的关键在于噪声源的识别。【方法】以某锤片式粉碎机为研究对象，采用试验与仿真相结合的方式对其进行整机声学性能评估和主要噪声源识别。【结果】基于九点声压法的整体声学性能的评估结果表明：此粉碎机的整机声功率级超过国家规定上限110 dB(A)，因此有必要对其进行噪声源识别，以便对粉碎机进行降噪优化设计。结合声阵列测试和声学边界元计算的结果发现：粉碎机的主要噪声源为箱体，其次为汽油机、带轮罩以及齿轮罩。【结论】研究结果不仅为粉碎机的减振降噪设计提供一定的参考，还为农产品加工机械与装备的噪声源识别提供一种行之有效的方法。     

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.     

云杉木材钢琴共振板振动特性的研究

钢琴共振板是钢琴最重要的部件之一,对钢琴声学品质有决定性的影响。研究共振板振动特性对提高钢琴产品质量具有重要的意义。该文在分析钢琴共振板基本振动理论的基础上,得出了自由振动的频率方程。并以俄罗斯远东红皮云杉、东北长白鱼鳞云杉、西藏林芝云杉、美国西加云杉4个树种共8块共振板(每个树种2块)为研究对象,采用基于打击音的快速傅立叶变换频谱分析方法,测定了计算共振板弹性模量等参数所必须的(2,0)、(0,2)、(1,1)、(2,2)阶振动频率。应用自由振动频率方程计算了共振板的弯曲刚度与扭转刚度,进而计算共振板不同方向的动态弹性模量、纵波传播速度。分析共振板振动特性与钢琴声学品质主观评价、客观评价指标之间的关系得出,共振板y方向振动特性与钢琴声学品质之间的关系比x方向显著。随着共振板的弹性模量与纵波传播速度的增大,钢琴声学品质提高,尤其是共振板y方向的弹性模量与纵波传播速度值,对钢琴声学品质影响显著。这也说明了共振板y方向的振动特性参数检测对于钢琴声学品质评价的重要性。      

车载设备隔振支架结构动态特性分析及优化

车载电子设备隔振支架结构是复杂工作环境下保障电子设备正常工作的关键部件.基于有限单元法、模态分析和结构优化理论,建立支架隔振结构系统动力学模型,分析了支架结构的动态特性.基于等强度原则,将优化设计与可靠性设计理论相结合,建立支架结构优化模型.满足结构安全务件下,实现了对支架结构固有频率的优化设计,避开了原系统的共振区域,减轻了箱体重量,使支架结构设计更加合理,具有一定的理论及工程应用价值.     

TH6350卧式加工中心自动换刀机构有限元建模及动力特性分析

采用有限元法建立TH6350卧式加工中心自动换刀机构各部件的有限元模型,并把每个部件作为一个子结构进行分析,用模态综合法建立整个换刀机构的有限元模型.通过分析自动换刀机构有限元模型的动态特性,找出薄弱模态,对其进行结构改进,以提高其换刀速度.     

1280D双圆弧齿轮减速器设计及有限元分析

齿轮减速器是抽油机上的关键部件,其重量占抽油机总重量的20%,因此,合理的参数选取和设计对减速器质量和体积的减小至关重要。通过合理的参数选取和结构设计,使减速器的性能有了很大的提高,最后对箱体用Pro/E软件建模,并导入ANSYS进行分析,得到箱体的结构强度、受力状况,为箱体的优化设计提供依据。     

拼板结构的古筝共鸣面板振动模态研究

  目的  古筝共鸣面板的结构是影响其振动性能的重要因素之一,不同结构的共鸣面板发出的音质与音色会有所差异,迄今很少有学者就拼板古筝共鸣面板的振动发声特点展开研究。  方法  本研究以拼板古筝共鸣面板为研究对象,利用两种模态分析方法探讨其声学振动性能。采用实验模态分析法,运用数字信号处理技术对采集到的激励力信号和振动响应信号进行分析,经过数据转换求得系统的频响函数,进而得出各阶次共振频率及其对应模态振型;采用计算模态分析法,建立拼板结构共鸣面板的三维模型,运用有限元法对其进行离散,通过近似方法求解出各阶次共振频率及其对应模态振型。  结果  实验模态结果显示:拼板共鸣面板能够识别到的阶次有(0, n)和(1, n)阶,且多集中在(0, n)阶,(1, 4)、(1, 6)、(1, 7)和(1, 10)阶为沿横纹理方向和顺纹理方向弯曲振动叠加的复合振动,识别较困难。从振型上看,拼板共鸣面板各阶的模态振型相对清晰易识别。与实验模态结果相比,计算模态分析能够识别到选定阶次范围的所有阶次,所得振型图更加均匀且理想,而实验模态分析时个别阶次较难识别。拼板共鸣面板计算模态结果与实验模态结果呈显著的线性相关性,相关系数为0.999 6。  结论  从模态分析结果来看,相对整板结构,拼板共鸣面板各阶共振频率对应的模态振型整体清晰易识别,振动频率更高;从木材利用率方面来讲,相对于制作整板,拼板共鸣面板更有利于节约木材资源。通过两种模态分析结果综合对比,验证了计算模态分析应用于拼板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有可行性。      

玉米根茬收集装置的模态分析及试验研究

基于TRIZ创新理论研究了一种具有捡拾、输送、脱土和收集多功能的玉米根茬收集装置,通过分析与研 究,建立了玉米根茬收集装置的三维实体模型,采用有限单元法进行模态分析,计算得出了玉米根茬收集装置前 20阶固有频率和主要振动特征,并对玉米根茬收集装置进行了模态试验研究,采用频域和时域相结合的模态参数 识别方法获得了装置的固有频率,应用计算模态与试验模态相结合的方法分析玉米根茬收集装置的振动特性,为 进一步研究其动力学性能与结构优化设计提供了一定的依据.     

发动机油底壳的动态特性分析

将模态试验分析技术和有限元模态分析相结合,通过对发动机油底壳的模态试验分析、模态参数识别,得到了其固有频率和模态,提出了结构优化方向,为进一步地降低噪声奠定了基础.