一种高速插秧机悬挂机构的动力学特性分析

为了解悬挂机构动力学特性对农具使用稳定性的影响,结合动力学建模和振动试验测试两种研究方法,使用频率响应方法分析了一种应用于高速插秧机的典型平行四边形悬挂机构的振动来源和不同振动激励的影响,提出了一种理想情况下的阻尼特性,采用锤击法最终得到了其三阶振动的固有频率.结果表明:插秧机的基座激励频率主要集中在20～45、90～180 Hz之间,其中发动机对于悬挂机构的激励频率范围为26～52 Hz;悬架机构三阶振动频率中,第二阶、第三阶振动频率对其振动影响最大,其品质因子高达9 039.10、3 211.97 Hz.     

秸秆还田机振动特性分析与试验研究

针对秸秆还田机机壳与刀辊轴处受随机激振力产生振动问题，本研究以1JH-185秸秆还田机为研究对象，基于SolidWorks软件建立秸秆还田机的三维模型并进行优化设计与制造。应用ANSYS Workbench软件求解自由模态下机壳与刀辊轴前12阶的模态频率与振型。仿真结果表明：机壳模态频率范围处于42.68～205.97 Hz范围，刀辊轴模态频率处于356.39～1 524.80 Hz范围，机壳固有频率远小于刀辊轴的模态频率。选择机壳中心与刀辊轴处作为非田间试验振动监测拾振点，利用DH187E加速度传感器和DHDAS动态信号测试分析系统测得秸秆还田机在高速运转工况下机壳中心与刀辊轴处各自的时域信号，经过傅里叶变换分析获得各自的频域信号，进而获得频域信号中的10个峰值点。非田间振动试验结果表明：模态分析频率与非田间振动频率结果基本吻合。机壳中心振幅为301.80 m/s²，峰值点6处最大频率为150.39 Hz，刀辊轴处振幅均值为295.28 m/s²，峰值点4处最大频率为150.39 Hz。可知对秸秆还田机振动影响较大的激励几乎都出现在机壳附近...     

一种高速插秧机悬挂机构的动力学特性分析

为了解悬挂机构动力学特性对农具使用稳定性的影响,结合动力学建模和振动试验测试两种研究方法,使用频率响应方法分析了一种应用于高速插秧机的典型平行四边形悬挂机构的振动来源和不同振动激励的影响,提出了一种理想情况下的阻尼特性,采用锤击法最终得到了其三阶振动的固有频率。结果表明：插秧机的基座激励频率主要集中在20~45、90~180 Hz 之间,其中发动机对于悬挂机构的激励频率范围为26~52 Hz;悬架机构三阶振 动频率中,第二阶、第三阶振动频率对其振动影响最大,其品质因子高达9 039.10、3 211.97 Hz。     

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。      

卧姿人体垂直振动激励点加速度阻抗特性研究

采用白噪声激励信号,在2．0-35．0 Hz频率范围内进行大样本垂直振动试验,分别研究了卧姿中国 人体不同状态(自由、约束)下、不同部位(胸部、腹部以及头部)的激励点加速度阻抗特性,分析了机械振动对卧 姿人体的输入特性,试验分析结果可用于卧姿人体垂直振动模型的建立。     

阮、月琴共鸣面板的振动特性

采用快速傅立叶变换频谱分析仪测定了阮、月琴共鸣面板在0～1 000 Hz频率范围内的各阶振动频率、声振动传播速度及声辐射强度,并分析了各阶振动频率对应的振动模态.对于阮,较易测得50、135、236.25、307.5、345、435、642.5、737.5 Hz等阶共振频率;对于月琴,较易测得56.25、111.25、...     

基于模态的联合收获机车身框架振动特性分析与结构优化

以某联合收获机主机车身框架为研究对象,采用有限元柔性体技术创建车身框架的有限元柔性体模型,并在其基础上进行模态分析与计算。结果表明,车身框架的第一阶模态频率为7.29 Hz,与收获机正常工作时割刀的激励频率(7Hz)接近,易发生共振,且对人体舒适性影响最大。为了调整收获机车身框架的固有频率,以避开外部激振频率范围,采用HyperMesh软件对收获机车身框架柔性体模型进行尺寸优化和拓扑优化,结果表明,尺寸优化后,收获机车身框架的第一阶模态频率由优化前的7.29 Hz提升至8.63 Hz,车身框架质量下降了0.006t;拓扑优化后,收获机车身框架的第一阶模态频率由优化前的7.29Hz提升至8.49Hz,车身框架质量下降了0.107t。拓扑优化与尺寸优化均可使收获机车身框架固有频率避开外部激振频率范围,但综合考虑优化设计的目标与生产制造成本,采用尺寸优化技术对收获机车身框架进行结构优化更为适合。     

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。     

水电机组轴系统模态参数的时域识别研究

【目的】研究利用基于环境激励的模态参数时域识别技术,探讨如何获得运行中的水电机组轴系统的自振特性参数,为水电机组轴系统自振特性研究提供新的思路。【方法】将模态参数时域识别方法引入到水电机组轴系统的振动特性研究中,采用多信号分类法确定信号中含有的系统振动阶次,利用遗传算法构造目标函数,通过寻求最优解来获得机组轴系统的自振频率和阻尼比,并对某水电站机组轴系统的自振频率和阻尼比进行了识别。【结果】基于遗传算法的模态参数时域识别方法能有效克服噪声干扰,其对水电机组轴系统自振频率和阻尼比的识别结果能够满足工程精度的要求。【结论】基于遗传算法的模态参数时域识别方法为水电机组轴系统振动特性的研究提供了新的思路。     

基于二次通用旋转回归试验的振动深松铲参数优化

为确定受迫振动深松铲的关键参数,以前进速度、振动频率、振动角作为试验因素,以牵引阻力作为相应指标,首先采用单因素试验设计进行室内土槽试验,确定在牵引阻力最小的情况下,振动频率为8.3~9.2 Hz,振动角度约为0°,前进速度为3 km/h;然后采用二次通用旋转回归试验设计对试验参数进行优化,通过DPSv7.05软件对试验数据进行处理,建立相应指标与影响因素之间的回归数学模型。通过响应面分析,得到前进速度、振动频率与牵引阻力的关系图、等高线图。得出前进速度、振动频率、振动角对牵引阻力的最优参数组合:振动频率为8.35 Hz、前进速度为3 km/h、振动角为0°,为振动深松机的优化设计提供了参考。     

大跨度悬索式管桥风振响应分析

按照悬索式管桥的实际结构特点，建立了三维有限元模型。应用专业有限元分析程序，对悬索式管桥进行了模态分析，得到了结构的前二十阶固有频率和模态振型，通过对各阶振型的分析，掌握了悬索式管桥的振动形态。在模态分析的基础上，采用几何非线性有限元的分析方法，对悬索式管桥进行了横向风共振分析。分析结果表明，在横向风载荷作用下，管道产生疲劳破坏的可能性很小。     

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。      

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。      

琵琶共鸣面板的振动模态分析

为研究琵琶共鸣面板的声学振动性能，采用快速傅里叶变换频谱分析仪测定了共鸣面板在0～1 000 Hz频率范围内的各阶振动频率，并分析了各阶振动频率对应的振动模态。结果表明:共鸣面板的振动可以分成顺纹理方向弯曲振动、横纹理方向弯曲振动、顺纹理与横纹理方向弯曲振动叠加而成的扭转振动3种，但扭转振动的振型并不是简单地由2个方向的弯曲振动叠加而成；各阶振动振型基本呈y轴（顺纹理方向）对称，但并不完全呈x轴（横纹理方向）对称，这主要是由琵琶共鸣面板的仿梨形结构决定的；对于（0,n）、（1,n）、（2,n）、（3,n）的各阶频率，当n值由0逐步增大时，共振频率的变化具有相似的增长趋势。      

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.     

滚筒式棉秆铡切机构的设计与试验

设计一种适用于棉秆等硬质茎秆,配套打捆机作业的滚筒式铡切机构。该机构采用先破碎后铡切的滚筒式刀组和安装于机架上的定刀配合作业将棉秆切断。滚筒式刀组采用破碎板与铡切刀在圆周上交错布置的方式,实现对棉秆先破碎后铡切的作业,减轻铡切刀的磨损,降低铡切作业功耗。根据棉秆特性,确定关键部件的参数,并运用SolidWorks Simulation软件对铡切刀进行静强度校核和对滚筒式铡切机构进行模态分析,研究铡切刀的应力、应变分布和滚筒式铡切机构的固有频率和振型。结果表明:铡切刀最大应力和最大变形均发生在螺栓孔处,分别为234.6×106 N/m2和7.521×10-4 mm,铡切刀材料选用65Mn钢材,可满足性能要求;滚筒式铡切机构的最低阶固有频率为53.675Hz,高于其工作激励频率6.5 Hz,不会形成共振。对该机构的主要性能进行试验,结果表明:当铡切滚筒以185r/min旋转时,棉秆的铡切长度合格率为95.31%,消耗功率约30kW。     

悬索斜拉索组合式跨越管桥风致振动分析

应用大型有限元分析软件ANSYS,分别建立了大跨度悬索斜拉索组合式管桥建造时成桥状态和服役20年后运行状态的有限元模型。通过对管桥两种状况下的模态分析,获得管桥前二十阶固有频率和模态振型。在模态分析的基础上,进一步对管桥进行风致振动分析。分析结果表明,风力的等级对管桥疲劳载荷幅值的大小影响不大;管桥在服役20年后,管道和拉索的疲劳载荷幅值低于管道和拉索允许的疲劳强度值,不会引起管桥的疲劳失效,但要高于20年前建造时的疲劳载荷幅值水平。     

抛秧机振动输送机构的模态分析和稳态响应

对抛秧机振动输送机构,通过建立有限元力学模型,用ANSYS6.1有限元分析软件对该模型进行模态分析和稳态响应分析,确定了振动机构工作频率、振型和振幅,得到了良好的振动特性结果,同时该方法避免了传统设计的反复试验修正过程,为农业机械中振动输送机构提供了一种新的设计思路.     

伐根机车架把手的试验模态与有限元模态分析

为获得伐根机车架和操作把手的振动特性,建立合理的车架把手仿真模型,用专业的模态测试系统结合后处理软件以及Ansys Workbench有限元分析软件,对伐根机的车架把手机构进行试验模态和有限元模态分析,并对两者的结果进行对比。结果表明:试验模态与有限元模态分析得到的结果基本吻合,通过2种方法获得的前6阶模态的固有频率误差在10%以内,各阶振型基本相同,说明二者都能较好地反映实际结构的振动特性;简化的有限元模型准确性高,可作为静力学和动力学分析的基本模型;伐根机车架前端与刀盘轴连接处以及把手手持部分易发生较大振幅,建议采取添加隔振材料、变刚性连接为弹性连接、增大易损部位的抗疲劳强度等措施实现隔振和减振。