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。     

基于ANSYS软件的496ZQ柴油机曲轴结构性能研究

利用ANSYS软件研究496ZQ柴油机危险载荷下曲轴的应力、应变及其分布,研究不同重叠度对曲轴的应力的影响,并对曲轴进行模态分析。研究表明,曲轴的应力和应变满足设计要求,不会发生弯曲疲劳破坏。但是,在主轴颈尺寸为72 mm、连杆轴颈尺寸为63 mm、重叠度为1.16时,连杆轴颈和主轴颈圆角处的最大应力都比较小。自由模态下,最大相对位移量1.03出现在第9阶振型上,对应的频率为1 306 Hz,避开了曲轴的固有频率,曲轴在工作时不会发生共振;约束模态下,曲轴的最大相对位移偏移量1.717出现在第8阶振型上,对应的频率为8 478 Hz,曲轴工作时,应该避开此频率,避免发生扭转疲劳破坏。     

汽油机曲轴圆角和下沉量的研究

以某汽油机曲轴为载体,计算分析了曲轴的静态性能,并改变圆角半径和圆角下沉量的大小,分析对曲轴强度的影响,从而为圆角滚压工艺选取曲轴圆角参数奠定理论基础。     

基于ANSYS的茬地免耕播种机机架有限元分析

茬地免耕播种机的机架是免耕播种机的基础部件,其强度和稳定性直接影响播种质量。为此,利用SolidWorks建立了机架整体三维模型,并用ANSYS对机架进行了静态及模态分析,得到机架在工作时的应力、应变及模态频率。分析表明:影响主梁振动特性的模态频率主要集中在203.20～696.48Hz。此结果为机架的减振分析提供了理论依据,对提高播种株距的均匀性具有一定的意义。     

风力机风轮振动频率及应力特性试验研究

利用Pulse16.1结构振动分析系统,针对直径为1.4 m的小型水平轴风力机风轮进行静态固有振动频率和动态振动频率测试.研究发现:气动载荷对风轮二阶以下振动动频影响相对较小,且对一、二阶反对称振动动频的影响略大于对称振动动频;离心力对风轮二阶以下振动动频影响较显著,且对一、二阶对称振动动频的影响大于对反对称振动动频.此外,圆盘效应所引起的振动应力高于二阶以下其他振动应力,轴向窜动效应引起的振动应力介于一、二阶振动应力之间,这一结论与风轮静频测试中所获应力结果有很大的差异性,从而也考证了通过风轮静态测试间接分析其动态振动应力的方法并不适用.相关研究成果可为风力机在远短于设计寿命期内频繁发生疲劳损伤或断裂提供新的分析思路,同时为小型风力机风轮结构动力学性能的合理设计提供一定的理论支撑.     

6102B型柴油机曲轴三维有限元模态分析与试验研究

采用三维有限元方法对6102B型柴油机的曲轴进行了动态特性分析和研究，在计算中充分考虑了主轴承刚度对曲轴振动特性的影响，采用了具有约束的有限元模型，通过计算，得出了该曲轴在1kHz内的固有频率分布情况，并对600Hz以内的振型情况进行了分析，为了验证计算的合理性，经过6102B型柴油机曲轴振动情况的实际测试，发现计算结果和试验结果基本吻合，从而为今后曲轴的振动计算和有限元分析提供了新的计算依据。     

垂直振动激励下排种器振动试验台可靠性分析和验证

为避免排种器耐久性试验过程中因排种器振动试验台自身结构限制对排种器性能造成影响,综合运用振动测试、有限元仿真分析和定幅值正弦扫频试验相结合的方法,对新设计开发的排种器振动试验台进行可靠性分析及验证。通过田间振动测试,了解播种机田间作业期间排种器所受地表振动载荷分布情况;通过有限元分析,了解排种器试验台结构固有频率、振型特征及应力分布;通过1～120Hz定幅值正弦扫频试验,对模态分析结果的准确性进行验证。结果表明:排种器试验台1阶约束模态为38Hz,远高于耕作地表振动主激励频率2～12Hz;在垂直方向振动载荷作用下,排种器试验台总成最大Mises应力为24MPa,远低于材料的许用应力。正弦扫频试验结果显示:排种器试验台在36.65、66.38、82.0、102.0Hz附近出现明显振动响应,为结构敏感频段;前4阶约束模态计算结果与正弦扫频试验响应频率差异率均在5%以内,考虑到实际边界约束条件和网格划分所造成的误差,差异在合理范围内,模态分析结果准确可行。综合上述分析,排种器试验台结构稳定可靠,可以开展进一步耐久性试验。本研究有助于排种器设计人员开展排种器振动试验台设计,对后续设计手段和设计流程的提升有积极的作用。     

水果检测装置夹持臂的有限元分析

夹持翻转机构是大型水果无损检测装置的关键部件,主要功能是夹持哈密瓜后翻转,对其瓜体全表面进行图像采集,为无损检测分析提供数据。图像采集对机构的稳定性要求较高,其强度和稳定性直接影响检测效果。为此,运用Pro/E建立了检测装置的三维模型,并用有限元分析软件ANSYS对夹持翻转机构进行了不同工况下的静态分析及模态分析,得到夹持臂在工作时的应力应变云图及模态频率。分析表明,影响夹持机构振动特性的模态频率主要集中在8Hz左右,为其机构设计与优化提供了理论依据。     

基于模态分析的液压挖掘机工作装置动态优化设计

建立了液压挖掘机工作装置的结构有限元模型,通过对该有限元模型进行自由模态分析,得到工作装置的各阶模态频率和模态特性,确定影响液压挖掘机工作装置动态性能的关键模态频率,并以此作为优化目标,对主要结构参数进行灵敏度分析,以确定工作装置动态优化的设计变量。以工作装置几何约束、性能约束等为约束条件,采用扩展拉格朗日乘子法进行动态优化设计。实例分析表明,该动态优化方法,提高了工作装置结构的刚度,降低了结构的变形,改善了工作装置动态工作性能与结构稳定性。     

玉米收获机车架瞬时动态分析

车架作为农用收获机承载基体,承受着发动机、离合器、车身和货箱等所有机件传给它的各种力和力矩。车架的固有振动频率与动态模态分析是保证机器工作能力的重要环节,采用传统方法很难得出精确分析结果,而采用有限元分析软件能够精确获得车架的应力分布以及车架两端与中间部位下沉量的规律和车架的瞬时动态。以往的有限元分析只是关注了车架的质量与车型进行优化分析,因此利用大型有限元软件ABAQUS对SX360车架做了固有振动频率与动态模态分析,为车架的优化设计提供必要的理论依据。     

不同耦合算法的曲轴应力分布及其影响因素分析

以某发动机轴系为研究对象,运用有限元建模,结合动力学、润滑理论对轴系动态应力分布进行分析,采用非线性弹簧(NONL)、动态液压润滑(HD)、弹性动态液压润滑(EHD)对轴系应力进行对比分析,并针对曲轴振动过程中影响曲轴应力分布的因素进行分析.结果表明,不同算法下曲轴的应力分布差别主要是由于曲轴的扭转和弯曲计算结果有差别,同时曲轴在不同时刻不同截面由扭振和弯振引起的应力大小的贡献度不同.以EHD为基本模型进行分析表明,润滑参数油槽对主轴颈应力分布影响较小,只有-2.5 ～2.5 MPa.     

某四缸发动机的曲轴模态分析

本文利用CATIA V5R20软件建立直列四缸汽油机曲轴的三维实体模型,然后再利用ANSYS Workbench14.0软件基于TGrid算法对整个曲轴模型进行前12阶自由模态分析和有约束模态分析,得到曲轴的固有频率和振型,为曲轴设计以及优化提供了重要参考依据。     

8L265柴油机曲轴的疲劳分析及结构优化

以8L265柴油机的曲轴为研究对象,运用Pro/E软件对曲轴的整体进行了符合实际情况的建模,然后导入到有限元分析软件ANSYS-Workbench中对其进行有限元分析,研究了整体曲轴的变形情况及应力分布情况,并对交变载荷作用下的曲轴进行了疲劳强度校核。以曲轴的单拐模型为研究对象研究了轴颈过渡圆角处半径,轴颈过渡圆角形状等结构参数对应力集中效应的影响。最后对曲轴整体进行了振动模态分析,分析了曲轴的自由模态振动,为以后的动力学分析打下良好的基础。     

拖拉机驾驶室悬置系统振动特性分析

建立了拖拉机驾驶室悬置系统的动力学模型，通过模态分析得到驾驶室悬置系统模态频率和模态振型，发动机怠速激励频率与悬置系统最高模态频率比值达到2.3,满足隔离发动机振动的要求。完成了拖拉机在原地怠速、田间耕作、土路转场三个典型工况下驾驶室悬置系统振动测试。通过计算隔振率发现，悬置系统对发动机激励衰减效果较好，对路面不平引起的低频振动衰减效果较差。本文通过模态分析和典型工况下的隔振率分析，为驾驶室悬置系统的分析和优化提供了方向。     

4102BZQ柴油机曲轴扭振特性研究

建立了4102BZQ柴油机曲轴的离散型当量系统模型,对曲轴的自由振动模态进行了研究,采用霍尔茨法计算了4102BZQ柴油机曲轴的扭振自振频率和振型,并把计算结果与柴油机的扭振试验结果进行对比,证明了理论分析方法的精确性和正确性,说明了霍尔茨法分析曲轴的固有特性是有效的。     

含裂纹曲轴的振动特性分析

针对曲轴因疲劳而导致在曲柄内拐角处容易出现斜向裂纹的问题，首先根据理论推导出含有斜向裂纹的空间梁单元的刚度矩阵，然后应用此裂纹单元，采用有限元法模拟分析含裂纹曲轴的振动特性。通过对一单缸实验型曲轴的模态分析和简谐响应分析，研究裂纹对曲轴振动特性的影响，为实现曲轴裂纹动态监测打下基础。     

残膜回收机拢膜装置受力及模态分析

本文针对现有残膜回收机的不能回收垄侧残膜,推出圆盘式拢膜装置,并对拢膜装置进行有限元受力分析,得出工作载荷下拢膜装置的应力和形变情况。同时,考虑到田间土壤高低不平引起的振动频率接近起膜铲固有频率时,发生拢膜圆盘共振可能影响整机结构动态特性与可靠性,对拢膜装置进行了六阶模态分析。希望本研究能为残膜回收机具的设计改进提供参考。     

基于动态性能的车架结构模型分析研究

客车车架的动态特性是影响整车振动舒适性的关键因素。为探讨纵横梁结构对某轻型客车车架动态特性的影响,建立车架的研究性模型,对研究性模型进行多种方案的计算分析,综合各方案的计算结果,确定影响车架动态特性最大的结构特征,以此为基础对原车架进行改进,提高了车架的模态频率。计算结果表明,该研究方法简便有效,可推广应用于对其它结构的研究。     

高压往复泵曲轴强度的有限元分析

为了提升高压往复泵的设计开发水平,以三缸单作用高压往复泵为研究对象,通过对各机构的运动分析和部件的受力计算,得到了曲轴的载荷变化规律。在Pro/E中建立了曲轴的三维实体模型,采用有限元方法对三种危险工况下的曲轴强度分别进行了应力分析,获得了最大主应力、最小主应力和Mises应力在曲轴上的分布规律,详细分析了各应力产生的原因及对曲轴强度的影响,有限元分析计算的结果为高压往复泵曲轴的设计研发提供了理论依据和技术支持。     

QTZ25塔机的静力学及模态分析

影响塔式起重机稳定性和使用寿命的因素主要包括强度和振动频率。文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,从而得到危险位置和变形情况,并对塔式起重机进行模态分析,计算出前5阶模态和振型,为其他动力学响应提供依据。