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飞轮壳模态参数识别及有限元模型修正研究 被引量：1
1
作者 胡溧 储文彬 +3 位作者 陈雷磊 谭征宇 王佳 杨啟梁 《中国测试》 北大核心 2025年第2期39-45,共7页
针对某型商用车发动机飞轮壳的结构动态特性进行研究,基于Block Lanczos算法获取飞轮壳的计算模态参数,基于PolyMax算法提取飞轮壳的试验模态参数。运用模态置信准则(modal assurance criterion,MAC)对试验模态振型和计算模态振型的相... 针对某型商用车发动机飞轮壳的结构动态特性进行研究,基于Block Lanczos算法获取飞轮壳的计算模态参数,基于PolyMax算法提取飞轮壳的试验模态参数。运用模态置信准则(modal assurance criterion,MAC)对试验模态振型和计算模态振型的相关性进行分析。为更准确地识别模态参数并提升测试效率,对测点MAC值进行灵敏度分析,优化试验线框模型的测点布置。使用结构优化方法,对飞轮壳有限元模型结构参数进行修正,提升有限元模型的准确性。结果表明:优化测点的模态参数识别及有限元模型修正方法验证并提升飞轮壳有限元模型的准确性,可为同类型结构的模态参数识别和模型修正提供参考,也为飞轮壳的结构动态特性分析和优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 飞轮壳 模态分析 模态验证 灵敏度分析 有限元模型修正
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菠萝带状旋耕开沟机刀辊轴设计与试验
2
作者 孙鹏 李海亮 +3 位作者 孙海天 王宏轩 孙伟生 汪春 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期13-19,43,共8页
刀辊作为菠萝带状开沟机的核心部件,其结构和强度是影响开沟效果和质量的重要因素。首先,结合菠萝种植的农艺要求和农业机械生产指标,对菠萝带状旋耕开沟机刀辊轴进行结构设计,利用SolidWorks2022进行建模。其次,刀辊工作时会受到环境... 刀辊作为菠萝带状开沟机的核心部件,其结构和强度是影响开沟效果和质量的重要因素。首先,结合菠萝种植的农艺要求和农业机械生产指标,对菠萝带状旋耕开沟机刀辊轴进行结构设计,利用SolidWorks2022进行建模。其次,刀辊工作时会受到环境和工况等复杂因素的影响,通过ANSYS Workbench17有限元分析软件对刀辊模型进行模态分析,得出约束状态下的前八阶刀辊频率分布及振动位移。最后,以刀辊轴最大工作转速为因素,振动频率为评价指标进行田间试验。结果表明:当轴外径为74 mm、内径为58 mm、行距为500 mm、沟宽为260 mm时,刀辊模态分析第一阶固有频率为66.778 Hz,远远大于刀辊轴实际最大工作频率16.25 Hz,确定旋耕机刀辊轴结构符合设计要求。研究结果可在实际应用及生产中降低刀辊的故障发生率,对菠萝种植农业生产机械化发展研究具有重要意义。 展开更多
关键词 菠萝 旋耕机刀辊 SOLIDWORKS 有限元 模态分析
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大型风力机叶片快速建模及损伤模拟方法研究
3
作者 刘纲 杜昊天 +1 位作者 顾水涛 黎华 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第1期76-89,共14页
在复合材料叶片的损伤检测中,准确、快速地获得叶片损伤前后动力特性变化规律至关重要。为此,结合复合材料均匀化思想、扩展Bredt-Batho剪切流理论与损伤刚度退化理论,在有限元框架体系下提出了高效的复合材料叶片损伤模拟数值计算方法... 在复合材料叶片的损伤检测中,准确、快速地获得叶片损伤前后动力特性变化规律至关重要。为此,结合复合材料均匀化思想、扩展Bredt-Batho剪切流理论与损伤刚度退化理论,在有限元框架体系下提出了高效的复合材料叶片损伤模拟数值计算方法,并基于Python语言完成相应有限元程序开发。在此基础上,以复合夹芯悬臂梁作为研究对象,与ANSYS计算结果进行对比分析,验证了复合材料均匀化方法的合理性。同时,应用于模拟计算不同程度和位置损伤工况下NREL 5MW风机叶片的模态。结果表明,提出的数值计算方法很好地模拟了叶片前缘开裂损伤;叶片频率随着损伤程度加深逐渐减小;前缘裂纹对叶片挥舞方向的影响更大;在相同损伤程度下叶片前缘裂纹越靠近根部频率下降越多;叶根处的前缘裂纹对叶片摆振方向影响较大,叶尖处的前缘裂纹对叶片挥舞方向影响较大;叶片前缘裂纹对固有频率影响极小,以挥舞方向位移模态计算平均曲率模态损伤因子作为损伤识别指标能有效识别叶片前缘开裂损伤。 展开更多
关键词 风机叶片 复合材料 有限单元法 损伤模拟 模态分析
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基于轻量化的农用电动车车身骨架拓扑优化
4
作者 付建蓉 胡可欣 王青春 《农业技术与装备》 2025年第4期14-19,共6页
以一款拟降10%自重的农用电动车车身骨架为研究对象,利用单工况和多工况协同拓扑优化方法对其轻量化设计。对原始车身骨架有限元模型进行转向、制动和跌落3种工况的静力学分析,判定原车身骨架是否满足强度设计要求;基于车身骨架结构和... 以一款拟降10%自重的农用电动车车身骨架为研究对象,利用单工况和多工况协同拓扑优化方法对其轻量化设计。对原始车身骨架有限元模型进行转向、制动和跌落3种工况的静力学分析,判定原车身骨架是否满足强度设计要求;基于车身骨架结构和车载附件布局,构建车身骨架拓扑优化模型,利用单工况和多工况协同拓扑优化方法,得到车身骨架材料分布结果,并根据拓扑优化结果和车身骨架原有结构形状,重构车身骨架;对重构的车身骨架进行同样的3种工况有限元分析。优化后,车身骨架质量下降了13.55%,对应最大应力值和最大变形量虽稍有增加,但仍然在材料许用范围内,实现了轻量化目标。 展开更多
关键词 电动汽车 轻量化 车身骨架 有限元分析 拓扑优化
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船载大口径望远镜跟踪架的稳定性分析
5
作者 李英杰 杨立保 +1 位作者 陈涛 李洪文 《机械强度》 北大核心 2025年第5期110-118,共9页
为深入了解船载大口径望远镜跟踪架结构的稳定性,以典型的地平式望远镜跟踪架为基础,对其稳定性进行研究。根据设备在船载、舰载情况下所承受的外部载荷,将外部载荷参数化并输入有限元软件。利用前处理软件联合有限元软件对其在静态风... 为深入了解船载大口径望远镜跟踪架结构的稳定性,以典型的地平式望远镜跟踪架为基础,对其稳定性进行研究。根据设备在船载、舰载情况下所承受的外部载荷,将外部载荷参数化并输入有限元软件。利用前处理软件联合有限元软件对其在静态风载下的结构变形进行分析。然后对结构固有频率进行求解,提出一种计算简单的响应谱分析,计算代替冗杂的随机响应分析,进而对动态风载和海浪激励下的设备进行稳定性分析。根据分析结果得出的应力和形变值,确保船载望远镜跟踪架在理论上满足船载条件下的强度要求和设计精度要求。在静态风载作用下,求解得到跟踪架结构的最大应力值约为14.07 MPa,小于钢的屈服强度355 MPa;最大形变量约为0.02 mm,小于设计精度误差同轴度ϕ0.1 mm;求解1~6阶固有频率模态值为40.15、49.65、66.86、82.93、91.38、115.89 Hz;在动态风载作用下,求解得到结构应力峰值为3.92 MPa,最大形变量为0.01 mm;在海浪激励作用下,结构应力峰值为5.88 MPa,最大形变量为0.02 mm;均小于钢的屈服强度和设计精度误差同轴度。模态测试试验得到的模态值与计算模态值误差均在10%内,结合理论仿真和实际试验,该跟踪架结构可在船载条件下正常工作。 展开更多
关键词 船载望远镜 跟踪架 有限元分析 模态测试
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基于ANSYS与ADAMS/Car联合仿真的轿车副车架结构分析 被引量：8
6
作者 王宏楠 李锦 苏小平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第3期409-412,共4页
以制动工况为例,利用ANSYS与ADAMS/Car联合仿真的方法对某轿车副车架进行结构强度计算和模态分析。静力计算结果与材料许用强度的分析以及模态频率与激振频率的分析表明:采用联合仿真的方法可以快速有效的验证副车架的强度及动态性能是... 以制动工况为例,利用ANSYS与ADAMS/Car联合仿真的方法对某轿车副车架进行结构强度计算和模态分析。静力计算结果与材料许用强度的分析以及模态频率与激振频率的分析表明:采用联合仿真的方法可以快速有效的验证副车架的强度及动态性能是否满足使用要求。该方法可为缩短副车架开发周期及相关改进设计提供参考。 展开更多
关键词 副车架 有限元法 多体动力学 静力分析 模态频率
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车身高度对高速动车组轻量化车体结构模态影响分析
7
作者 杨悦 肖守讷 +2 位作者 刘春艳 朱涛 王侠 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第8期216-223,共8页
为解决高速动车组轻量化技术可能导致车体刚度降低的问题,以某高速动车组轻量化车体结构为研究对象,首先,采用HyperMesh有限元前处理软件建立数值模型,并利用ANSYS进行车体振动模态特性计算。其次,以车体铝结构为目标进行整车模态台架试... 为解决高速动车组轻量化技术可能导致车体刚度降低的问题,以某高速动车组轻量化车体结构为研究对象,首先,采用HyperMesh有限元前处理软件建立数值模型,并利用ANSYS进行车体振动模态特性计算。其次,以车体铝结构为目标进行整车模态台架试验,获取轻量化车体铝结构模态频率、阻尼比及振型等模态参数。通过对比仿真与试验结果,发现二者前4阶铝结构模态振型吻合,模态频率最大误差仅为6.55%,出现在一阶菱形模态,仔细剖析仿真与试验结果之间差异的根本原因,从而验证了有限元模型的准确性。最后,针对不同车身高度(3 950,3 900,3 850 mm和3 800 mm)的高速动车组轻量化车体进行振动模态特性计算,并对比分析车身高度变化对车体前4阶模态频率的影响。研究结果表明:该高速动车组轻量化车体铝结构模态变形连续,一阶垂弯频率大于17.5 Hz,满足设计要求;车体一阶菱形频率对车身高度变化的灵敏度最高,随着车身高度的降低,车体一阶菱形频率显著提升,增加了5.8%;一阶垂弯频率呈现先提升再降低的趋势,而一阶呼吸频率和一阶扭转频率则呈现缓慢提升。研究成果全面解决了降低车身高度的轻量化设计与车体模态性能下降之间的矛盾,为指导高速动车组轻量化车体车身高度设计提供了理论支持。 展开更多
关键词 高速动车组 轻量化 车体结构 有限元分析 模态特性 车身高度
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大跨斜拉桥抖振响应简化分析方法及试验验证
8
作者 甘泽鹏 邓佳逸 +5 位作者 吴庆 张吉仁 曹楠奎 封周权 华旭刚 牛华伟 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1165-1176,共12页
大跨斜拉桥的抖振分析是桥梁抗风设计的重要内容,通常采用风洞试验和有限元分析进行。然而,使用有限元进行分析的过程中需要定义气动刚度和气动阻尼矩阵,其计算时间会随着结构单元数的增加而急剧增长。为提高结构抖振响应有限元分析的... 大跨斜拉桥的抖振分析是桥梁抗风设计的重要内容,通常采用风洞试验和有限元分析进行。然而,使用有限元进行分析的过程中需要定义气动刚度和气动阻尼矩阵,其计算时间会随着结构单元数的增加而急剧增长。为提高结构抖振响应有限元分析的计算效率,提出一种抖振响应有限元分析的简化方法,并通过数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验验证该方法的有效性。首先,采用抖振响应分析的简化模型,在有限元分析中忽略气动刚度,而气动阻尼则通过附加模态阻尼比进行考虑,并通过模态叠加法进行动力响应计算,从而降低计算复杂性。然后,利用数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验对所提方法进行对比验证。研究结果显示,在设计基准风速32.3m/s和0°攻角条件下,成桥状态主梁在跨中和四分点的竖向抖振位移响应均方根值分别为风洞试验测得的39.6mm和21.1mm;而采用本文方法进行数值模拟仿真得到的结果为40.7mm和21.6mm,对应的相对误差分别为2.78%和2.37%。对比结果表明,数值模拟仿真所得的抖振响应与风洞试验结果基本吻合,证明了所提方法的有效性和可靠性。因此,在大跨度斜拉桥抖振响应分析中,可以采用简化的有限元分析方法,忽略气动刚度矩阵,通过附加模态阻尼比考虑气动阻尼,以提高计算效率。这种分析方法大大地简化了分析复杂度,适用于工程实际需求。 展开更多
关键词 抖振响应 有限元分析 气动阻尼 模态阻尼比 计算效率
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基于复模态分析与并行遗传算法的车辆动力参数识别
9
作者 施剑锋 丁勇 +2 位作者 沈伯衡 韩凌霞 谢旭 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期42-51,共10页
获取准确的车辆动力参数是车桥耦合振动分析与桥梁健康监测的前提,为此,提出了一种基于复模态分析与多核并行遗传算法的车辆动力参数快速识别方法。首先,改进了复模态理论结合有限元方法获取车辆自振频率、阻尼比、模态振型的算法;然后... 获取准确的车辆动力参数是车桥耦合振动分析与桥梁健康监测的前提,为此,提出了一种基于复模态分析与多核并行遗传算法的车辆动力参数快速识别方法。首先,改进了复模态理论结合有限元方法获取车辆自振频率、阻尼比、模态振型的算法;然后,提出了车辆动力参数识别的多核并行遗传算法,采用多目标适应度评价,以快速、准确地识别车辆刚度、阻尼、转动惯量;最后,采用车轮跌落振动实验和环境激励峰值法实测车辆的模态,获取用于适应度评价的自振频率、阻尼比和振型。通过对轻型汽车、重型卡车的动力参数进行识别进行验证,结果表明:用识别的车辆动力参数计算得到的车辆振动模态,与实测振动模态吻合,其中前3阶固有频率的最大误差为0.8%、阻尼比最大误差为1.3%,计算与实测振型向量之间的夹角余弦接近1;车辆的分析模型有必要增加车体的扭转阻尼,以准确反映实际车辆的扭转振动特性;多核并行算法大大加速了识别过程。16核心CPU在15核心并行时的加速比达到最大值12.5,在复杂车辆的多目标、多参数识别中,采用多核并行算法是非常有效的。 展开更多
关键词 车桥耦合振动 车辆有限元模型 复模态分析 动力参数识别 多核并行计算 遗传算法
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航空发动机精锻叶片榫头加工夹具设计
10
作者 张申 梁嘉炜 +4 位作者 吴动波 王辉 赵兵 许立君 周奋 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期703-714,共12页
航空发动机精锻叶片是典型的复杂曲面薄壁零件,对叶片榫头进行铣削加工时,不仅定位困难而且极易产生变形和振动。针对上述问题,提出了精锻叶片多点夹紧的夹具设计方法,并设计了一种低应力硬装夹工装夹具。利用静力学分析对装夹位置进行... 航空发动机精锻叶片是典型的复杂曲面薄壁零件,对叶片榫头进行铣削加工时,不仅定位困难而且极易产生变形和振动。针对上述问题,提出了精锻叶片多点夹紧的夹具设计方法,并设计了一种低应力硬装夹工装夹具。利用静力学分析对装夹位置进行优化,对仿形元件材料进行选取,对装夹方式进行优化。通过模态测试试验和振动测试试验测试夹具效果。试验结果表明,采用仿形元件后,系统的低频段幅值减小了50%,高频段幅值减小了75%,一阶共振频率由210 Hz提高至402 Hz,峰值下阻尼比由17.4%提高至25.9%,振动位移信号有效值减小了35%,加工误差范围减小了59%。 展开更多
关键词 航空发动机叶片 夹具 有限元分析 装夹方案 模态测试
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一种农田自动土壤采样车的仿真设计与试验 被引量：1
11
作者 杨厚城 夏丹燕 +2 位作者 米亚龙 廖志辉 杨笑楠 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期67-74,共8页
回顾国内外土壤采样车的发展,针对我国精准农业发展的实际需求,解决现有土壤采样设备自动化程度不高、采样速度慢等问题,设计研制了一种农田自动土壤采样车,可对不同土壤层进行快速自动的采集作业。采样车总体方案结合了具有高通过性的... 回顾国内外土壤采样车的发展,针对我国精准农业发展的实际需求,解决现有土壤采样设备自动化程度不高、采样速度慢等问题,设计研制了一种农田自动土壤采样车,可对不同土壤层进行快速自动的采集作业。采样车总体方案结合了具有高通过性的车辆底盘和液压冲击式土壤采集装置,并根据车辆的结构布局,其取土器采用车辆驾驶室侧边加装的安装方式,分析取样典型工况,确定主要设计参数;应用ANSYS Workbench软件对采样机架结构的强度和刚度方面进行仿真计算和分析,发现在支撑板前端支撑后端悬空工况下应力最大,为201.3 MPa;对机架进行模态分析,计算机架的动载系数,得到机架最大动应力为110 MPa。田间采样车性能试验表明,土壤采样车可在农田环境下对不同深度土壤层进行快速自动采样,平均采样深度、采样时间和样品质量均满足土壤采样的需求。 展开更多
关键词 土壤采样车 有限元仿真 模态分析 快速采集
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绿肥开沟机机架结构有限元分析
12
作者 张啸聪 蒋蘋 +1 位作者 石毅新 向思亮 《农业装备与车辆工程》 2025年第3期22-25,91,共5页
南方绿肥制种区域一般为秋收后水田,针对水田土质普遍黏湿,绿肥虽生命力旺盛,但不耐水的特性,为了水田绿肥期开沟排水作业,结合实际农艺要求,设计了一款水田绿肥开沟机,对其整机结构进行设计和装配。利用SolidWorks作出绿肥开沟机的三维... 南方绿肥制种区域一般为秋收后水田,针对水田土质普遍黏湿,绿肥虽生命力旺盛,但不耐水的特性,为了水田绿肥期开沟排水作业,结合实际农艺要求,设计了一款水田绿肥开沟机,对其整机结构进行设计和装配。利用SolidWorks作出绿肥开沟机的三维图,通过ANSYS软件对绿肥开沟机机架进行有限元分析,静态分析确定机架的变形和应力情况,模态分析确定有固定约束时前六阶机架的固有频率与振型,为绿肥开沟机机架结构的设计和优化提供理论依据。 展开更多
关键词 绿肥开沟 有限元分析 ANSYS 模态分析 机架
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基于ANSYS的圆盘耙机架有限元仿真分析
13
作者 李伟 刘思杰 +2 位作者 李继霞 赵荣繁 高伟 《新疆农机化》 2025年第4期23-26,共4页
针对圆盘耙机架在复杂工况下易出现应力集中与结构变形的问题,采用有限元仿真分析方法,对圆盘耙机架进行静力学与模态仿真分析,分析结果表明:圆盘耙在作业过程中最大应力集中处发生在三点悬挂架中的左下悬挂耳与拖拉机的连接处,最大应... 针对圆盘耙机架在复杂工况下易出现应力集中与结构变形的问题,采用有限元仿真分析方法,对圆盘耙机架进行静力学与模态仿真分析,分析结果表明:圆盘耙在作业过程中最大应力集中处发生在三点悬挂架中的左下悬挂耳与拖拉机的连接处,最大应力值为74.25 MPa,最大变形处发生在圆盘耙组连接架与机架的连接板上,最大变形量为0.18 mm,满足刚度设计要求。模态分析结果表明,圆盘耙在田间耕作过程中的机架振动频率范围为38.32~167.34 Hz,远低于拖拉机共振频率范围(15.20~30.10 Hz),因此在正常作业状态下,拖拉机与圆盘耙不会发生共振现象,满足设计要求。 展开更多
关键词 圆盘耙 机架 有限元仿真 模态分析
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基于有限元分析的模数式伸缩缝振动噪声研究
14
作者 李瑞琪 宋晓东 +3 位作者 陈素华 丁如珍 费梁 戴世宏 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期186-194,共9页
模数式伸缩缝(Modular bridge expansion joints,MBEJs)作为一种常见的桥梁伸缩缝形式,目前被广泛应用于各类桥梁工程,其在解决通行问题的同时也带来了伸缩缝振动噪声污染问题,严重影响城市居民的生活质量。本文以MBEJs为研究对象,基于... 模数式伸缩缝(Modular bridge expansion joints,MBEJs)作为一种常见的桥梁伸缩缝形式,目前被广泛应用于各类桥梁工程,其在解决通行问题的同时也带来了伸缩缝振动噪声污染问题,严重影响城市居民的生活质量。本文以MBEJs为研究对象,基于有限元分析(Finite element analysis,FEA)方法分析了伸缩缝的振动特性和噪声特性,研究了模数式伸缩缝一阶竖向模态的影响因素以及多阶振动模态的变化规律,同时在声学模拟软件中建立伸缩缝-空腔联合无限元模型,进行声学频响分析,并对伸缩缝空腔进行声模态分析,探讨伸缩缝噪声的产生和传播机制。研究结果表明:伸缩缝的车致振动噪声是由伸缩缝竖向振动激励和空腔声模态激励共同耦合作用产生的,对伸缩缝下部空腔进行填塞与封闭可以降低伸缩缝噪声影响。 展开更多
关键词 模数式伸缩缝 振动噪声 有限元分析 声学频响 声模态
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玉米割台输送搅龙结构设计及模态研究
15
作者 王誉凯 陈秀生 张家凯 《拖拉机与农用运输车》 2025年第4期57-60,68,共5页
针对国内某款玉米收获机输送搅龙强度低,输送效率低的问题,设计了一种输送搅龙结构。创建了输送搅龙的三维模型,将三维模型导入有限元仿真软件ANSYS Workbench中,对输送搅龙模型进行载荷施加与条件约束,进行了静力学分析,得到了输送搅... 针对国内某款玉米收获机输送搅龙强度低,输送效率低的问题,设计了一种输送搅龙结构。创建了输送搅龙的三维模型,将三维模型导入有限元仿真软件ANSYS Workbench中,对输送搅龙模型进行载荷施加与条件约束,进行了静力学分析,得到了输送搅龙的得到应力、应变及总位移变形量,并进行了模态分析,得到了搅龙前六阶发生的变形为:0.73262、0.73267、0.73320、0.74930、0.71021、0.74290 mm,最大程度上规避出现共振情况,平衡激励频率和固有频率之间的关系,延长了输送搅龙的使用寿命,验证了输送搅龙的设计可行性,并针对薄弱部位提出了改进建议,为玉米收获机输送搅龙的优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 玉米割台 输送搅龙 有限元分析 模态分析
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桁架式火车厢清扫设备结构设计研究 被引量：1
16
作者 王宁 王志军 +1 位作者 山传新 孙平 《农业装备与车辆工程》 2025年第3期78-80,共3页
针对煤矿、港口、矿山等火车厢使用场景中火车车厢残留物人工清扫效率低、劳动强度大、安全风险高等问题,设计了一款桁架式火车厢清扫设备,采用桁架式主体架构,这种结构不仅赋予设备出色的稳定性和强大的承载能力,还能有效减轻自身重量... 针对煤矿、港口、矿山等火车厢使用场景中火车车厢残留物人工清扫效率低、劳动强度大、安全风险高等问题,设计了一款桁架式火车厢清扫设备,采用桁架式主体架构,这种结构不仅赋予设备出色的稳定性和强大的承载能力,还能有效减轻自身重量,便于安装和移动。竖直方向的提升装置运用了两侧安装齿条的设计,借助齿轮齿条传动结构简单、轻便易装拆以及传动平稳的优势,确保提升动作精准且高效;行走装置配备了4个高性能的驱动电机,可在行走轨道上实现快速、灵活的往复运动,精准定位到车厢的各个清扫位置。结果表明,桁架式火车厢清扫设备在作业过程中稳定可靠,上下运动速度可达0.6 m/s,能够满足装车楼等场景下火车厢装车前清扫作业需求。 展开更多
关键词 火车厢清扫 桁架 有限元分析 齿轮齿条
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复合超声变幅杆的设计优化及试验研究
17
作者 吕青青 杨赛羽 +1 位作者 杨立权 韩峥 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期326-331,共6页
超声变幅杆是超声系统中的重要组成部分,起到聚能的效果。基于超声振动加工系统,根据预定的目标要求,即输出频率为25kHz的纵向振动,设计一款便捷的圆锥过渡阶梯型复合变幅杆,以满足超声加工系统的需求。通过波动方程得到各段位移函数,... 超声变幅杆是超声系统中的重要组成部分,起到聚能的效果。基于超声振动加工系统,根据预定的目标要求,即输出频率为25kHz的纵向振动,设计一款便捷的圆锥过渡阶梯型复合变幅杆,以满足超声加工系统的需求。通过波动方程得到各段位移函数,进而求出应变函数及频率方程,得到变幅杆各段的谐振长度。利用ANSYS有限元分析软件,进行模态分析,确定其固有频率和振型,考虑到实际工作中的变幅杆状态,对其进行了优化分析,最终优化结果为变幅杆纵向振动,且振幅f=24.965kHz,接近预定指标,符合对加工所需要求。进行谐响应分析,检测结构在谐振状态下的振幅、相位、最大位移等参数,得到变幅杆位移分布特性曲线和应力特性曲线。为进一步验证变幅杆的工作性能,通过阻抗分析仪检测分析其频率(f=24.992kHz)与阻抗(26.89Ω),雾化测试更是验证了变幅杆具有良好的振动特性,能够满足加工过程中的高频振动,实现超声加工。 展开更多
关键词 有限元分析 模态分析 谐响应分析 频率与阻抗分析 雾化测试
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折页机砍刀臂结构有限元分析及拓扑优化
18
作者 李佳童 杜智杰 +3 位作者 孟璐瑶 李宏峰 杜艳平 高振清 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第2期135-142,共8页
折页机砍刀臂在工作过程中易发生轻微形变导致折页精度下降,为提升其结构稳定性和可靠性,本研究对折页机砍刀臂结构进行有限元分析,结合静态力学和模态分析,得到最大应力与最大形变,以及前六阶的固有频率,评价砍刀臂结构设计的合理性和... 折页机砍刀臂在工作过程中易发生轻微形变导致折页精度下降,为提升其结构稳定性和可靠性,本研究对折页机砍刀臂结构进行有限元分析,结合静态力学和模态分析,得到最大应力与最大形变,以及前六阶的固有频率,评价砍刀臂结构设计的合理性和性能。基于拓扑优化技术,以质量和等效应力最小为目标函数,对砍刀臂梁部位进行优化。优化结果显示,静态力学性能显著改善,形变量减少13.2%;动态分析中,六阶固有频率降幅高达56.7%,减少工作过程中潜在变形。结果表明,拓扑优化有效提升了砍刀臂结构的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 有限元分析 静动态特性 拓扑优化 模态分析
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基于有限元的建水紫陶振动特性应用研究
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作者 张隆鑫 张文斌 +1 位作者 徐晗 马亚星 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第2期403-410,共8页
针对建水紫陶在产业发展上缺乏科学研究和产品创新性等问题。通过借鉴陶瓷“声如磬”的特点,研究并运用其振动特性,制作出一种简单的新型悬挂式敲击体鸣乐器。首先,结合ANSYS以规则的正方形板为几何对象,重点分析了自由边界条件下几何... 针对建水紫陶在产业发展上缺乏科学研究和产品创新性等问题。通过借鉴陶瓷“声如磬”的特点,研究并运用其振动特性,制作出一种简单的新型悬挂式敲击体鸣乐器。首先,结合ANSYS以规则的正方形板为几何对象,重点分析了自由边界条件下几何参数和材料参数的变化对其模态频率的影响规律。然后,发现可将影响频率的全部因素归结为一个公式,该公式能快捷计算出不同音域下正方形乐器样板所需的尺寸,最后烧制出12个音域在2093 Hz~3951 Hz的乐器样板,并对其进行音频测试。结果显示,其音高绝对误差小于3 Hz;音量范围为50 dB~75 dB;音长范围为0.29 s~0.46 s。该结果有望为建水紫陶乐器产品的创新设计提供新思路,并为陶瓷文化的传承提供技术支持。 展开更多
关键词 振动和波 有限元分析 固有频率 快速傅里叶变换 自然频率 模态分析
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高速列车橡胶外风挡结构设计及压缩量对其振动特性影响研究
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作者 俞成涛 顾铖 +2 位作者 潘澳 徐磊 王加政 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1468-1479,共12页
为解决高速列车运行时,外风挡区域因复杂振动特性引发的剧烈振动和噪声,并有可能对外风挡结构造成进一步损伤等问题,采用有限元理论分析与模态试验验证相结合的方法,研究高速列车橡胶外风挡结构的橡胶截面形状、材料硬度及橡胶肩部开口... 为解决高速列车运行时,外风挡区域因复杂振动特性引发的剧烈振动和噪声,并有可能对外风挡结构造成进一步损伤等问题,采用有限元理论分析与模态试验验证相结合的方法,研究高速列车橡胶外风挡结构的橡胶截面形状、材料硬度及橡胶肩部开口宽度对其振动特性的影响规律。针对不同橡胶外风挡结构形式,以及列车过弯时内、外侧外风挡产生的不同压缩量情形,分析6种不同结构方案以及不同压缩量下外风挡的模态特性。搭建外风挡试验台,通过模态试验得到其自振频率,验证有限元分析的准确性。研究结果表明:通过改变橡胶截面形状与材料硬度,能够有效降低外风挡结构的固有频率,而改变橡胶肩部开口宽度对其固有频率几乎没有影响;进一步对不同压缩量下各种外部风挡结构方案的固有频率变化进行分析表明,随着压缩量的增加,各方案的固有频率总体呈下降趋势,其中方案4在各种压缩量下的固有频率均比其他方案更低。因此,通过实施模态分析方法,可系统地比较不同外风挡结构形式的固有频率差异,选择能够显著降低振动频率的优化设计方案,进而有效实现减振降噪,甚至减轻振动对外风挡结构可能造成的潜在损害。研究结果可为外风挡结构方案在减振降噪及结构损伤方面的优化设计提供指导依据。 展开更多
关键词 高速列车 橡胶外风挡 有限元分析 振动特性 模态试验
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