林木联合采育机底盘车架设计与模态分析

林木联合采育机的底盘车架是采育机中重要的承载部件,其固有频率与振型是整车在林间安全运行的重要保证.基于SolidWorks对林木联合采育机的车架进行设计,并建立虚拟样机模型,采用ANSYS Workbench有限元分析软件对其进行模态分析,得出了车架的前6阶固有频率(9.9～61.0 Hz)和振型、外界的激振频率(2.78～7.20 Hz,70～90 Hz),从而确保车架在行驶过程中的安全性.     

特种钢结构运输车车架轻量化分析

以特种钢结构运输车车架为研究对象,建立车架有限元模型,分析确定车架弯曲应力、扭转应力和一阶模态对厚度的灵敏度.基于最优化理论,以车架材料厚度为设计变量,车架总体积为目标函数,强度和一阶频率为约束条件,建立车架优化数学模型.应用结构优化软件OptiStruct对车架各设计变量进行尺寸优化.     

鹅颈式半挂车车架有限元模态及谐响应分析

以某鹅颈式半挂车车架为研究对象,通过PRO/E进行建模,再将模型导入ANSA进行前处理,对车架在纯弯曲工况静态分析的基础上,用ANSYS对车架有限元模型进行模态分析和谐响应分析.通过模态分析得到了车架的固有频率和振型;通过谐响应分析得出车架振动的主要频率和主要的振动部位,研究结果可为分析此类车架的设计和改进提供理论依据.     

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。     

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。      

牛蒡收获机的有限元模态试验与分析

针对研制的牛蒡收获机振动收获系统,为进一步优化该系统的作业性能,采用有限元模态分析与试验模态分析相结合的研究方法,获得该系统的前30阶的固有频率,以及各主要工作部件的典型振型。研究结果表明:系统的1~14阶模态(3.3~77Hz)主要表现为挖掘铲和振动连杆的弯振;15~20阶模态(79.47~125.37Hz)表现为扎草刀、支撑臂和振动连杆的弯曲振动;21~30阶模态(153.29~232.55Hz)表现为整机的末端振动,上述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。     

履带式玉米收获机车架的多目标轻量化设计

针对4YZLP–2型履带式玉米联合收获机质量大、在丘陵山地田间通过难的问题,对玉米收获机车架进行轻量化设计：采用Solid works对车架进行参数化建模,基于车架参数化模型建立车架有限元模型,通过有限元模型进行模态分析,并利用车架模态试验验证车架有限元模型的有效性。对车架进行力学性能分析,得到了车架的应力与变形结果。基于相对灵敏度分析,筛选出车架的17个零部件的厚度作为设计变量,采用拉丁超立方试验设计以及克里格法建立代理模型,通过MOGA算法,以田间越障工况、满载弯曲工况下最大等效应力和满载弯曲工况下最大总变形量作为约束条件,车架质量和田间越障工况下总变形量最小为优化目标,进行多目标轻量化设计。车架轻量化后,车架质量较优化前减轻31.56 kg,越障工况下最大变形量也降低了0.33 mm。     

挖坑机钻头的有限元分析与试验

为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0 MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68 mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。      

小型电动汽车车架轻量化设计与优化

小型电动汽车的车架是支承驱动系统总成及部件的关键结构,要确保其强度和刚度符合要求。使用CATIA软件对小型电动汽车车架进行三维建模,通过ANSYS Workbench进行有限元分析,研究车架在弯曲工况和扭转工况下的变形和应力,并进行模态分析。研究结果显示,设计的车架符合要求且存在轻量化优化空间,通过对车架进行改进优化,最终减重达13.9%,基本实现了车架轻量化目标。     

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.     

卧轴矩台平面磨床试验模态分析研究

探讨将试验模态分析技术在于精密平面磨床，分别采用脉冲激振法和随机激振法对整机进行了动态测试，识别出磨床的各阶模态参数和模态振型。确定了磨床的薄弱模态和薄弱部件。并对磨床结构设计中存在的一些问题提出了结构动力修改方案的建议，这对产品的优化和新产品的开发具有实际意义。     

农用三轮车车架结构静动态特性仿真分析

对处于产品设计阶段的某新型太阳能农用电动三轮车车架结构进行静动态特性仿真分析.首先在Pro/e软件中建立车架CAD模型,然后在MSC.Patran/Nastran有限元分析软件中建立以板单元为基本单元的车架有限元模型,对车架进行静态应力分析、自由模态有限元分析和随机振动分析,求出三轮车车架结构的动应力和变形作用下的危险结点和截面.分析结果表明,车架静应力有较大富余,动应力超过了许可应力,在制动状态容易造成车架破坏.车架固有频率和固有振型分布较有利.提出并验证了车架结构的改进方案.车架改进后,在实车静载工况和实车制动工况下最大应力均小于车架改进前该工况的最大应力.车架第1阶固有频率变大,发生共振的可能性更小.振型突变基本消除,车架静、动态性能得到改善.分析结果为产品改型设计提供了理论依据.     

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     

基于Solidworks建模及有限元分析的核桃收获机的仿真设计

运用Solidworks建模,设计了一种核桃振动收获机,主要由夹持装置、激振装置及机架组成,通过激振器中偏心块运转产生的激振力作用于核桃树干上,侧枝上核桃被迫振动,产生大于果柄力的拉力,使果柄断裂、果实脱落。用UG对核桃树进行三维建模,导入Workbench进行模态分析,得到核桃树最适激振频率为15.41 Hz,夹持装置夹紧力为3.185 kN。对激振装置中偏心块进行参数设计,通过有限元分析,得偏心块固有频率为1 626.1~ 5 072.6 Hz;对偏心块结构静力进行分析,其形变为0.022 mm,应变为55.12 MPa,偏心块结构稳定,可满足设计要求。     

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。      

足尺胶合板弹性模量的两对边简支振动检测研究

【目的】研究足尺胶合板两个主要方向(即长度和宽度方向)弹性模量的两对边简支振动检测,为足尺胶合板两个主要方向弹性模量的在线无损检测提供一种新方法。【方法】以4种厚度共20块足尺胶合板为研究对象,采用有限元软件COMSOL Multiphysics和PULSE振动测试系统分别对两对边简支的足尺胶合板进行了模态灵敏度分析和试验模态分析;提出了一种两对边简支边界条件下的足尺胶合板弹性模量振动检测试验方法,运用此方法提取出足尺胶合板所需模态的频率,将其带入到编写的弹性模量检测算法中,用以计算足尺胶合板两个主要方向的动态弹性模量值;进行了三点弯曲静态试验检测足尺胶合板两个主要方向的静态弹性模量值,用以验证动态弹性模量检测结果的准确性。【结果】确定了用于计算足尺胶合板两个主要方向弹性模量的频率所对应的模态,分别为其自由振动前9阶模态中的第1阶模态(2,0)和第7阶模态(2,2);厚度变化对足尺胶合板的前9阶模态的阶次排序没有影响;足尺胶合板两个主要方向的动态弹性模量均大于静态弹性模量,且同一厚度足尺胶合板的力学性能存在不均匀性;足尺胶合板长度和宽度方向的动态弹性模量与静态弹性模量间均具有显著的线性...     

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。     

基于ANSYS的9RS-2型秸秆揉丝机锤片机构模态分析

针对秸秆揉丝机在工作过程中振动显著的缺陷,对9RS-2型秸秆揉丝机锤片机构采用Solidworks2012建立三维模型并运用ANSYS有限元方法进行模态分析,提取前10阶固有频率和模态振型,验证了锤片机构受迫旋转振动下的激振频率76Hz小于低阶模态频率578Hz,锤片机构不会因质量偏心产生共振.研究表明,圆盘在各阶模态中振动相对较大,因此对圆盘进行改进,将其厚度由原设计的3mm增至4mm,以增大其刚度,改善工作稳定性.对改进后的结构进行模态分析.结果表明:改进后2~10阶固有频率增加,各阶模态振动形式基本不变,相对位移量减小,振动降低,优化效果明显.研究同时为秸秆揉丝机的进一步振动分析(如谐响应分析、谱分析等)提供了参考依据.     

纵弯模态复合的两自由度直线超声电机

所研制的两自由度直线超声电机由一个圆柱形定子和一个滑板组成.通过三组压电陶瓷元件在定子上分别激励出两个互相垂直的弯振模态和一个纵振模态.任一弯振模态和纵振模态的组合,可以驱动滑板沿x或y方向作直线运动.本文从提高电机的输出性能和驱动效率出发,提出了电机设计的要点.这些要点包括工作模态的选择、模态频率的一致性、压电陶瓷元件和支承元件的位置、预压力的大小和干扰模态的影响等.     

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。