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基于有限元法的空压机车架振动特性研究

李峰

  车架作为移动式空压机上非常重要的组成部件,不仅是其他零部件的安装基础承载零部件的重量,而且车架在工作和运输途中还要受到来自发动机和路面不平度的激励作用,一旦车架本身固有频率与外界激振频率相接近或吻合,将激发车架发生共振使其产生较大动载荷,破坏其工作稳定性,造成车架损坏甚至断裂。所以空压机的车架结构既要保证适当的刚度和强度,并且在结构上还应具有良好的振动特性。所以本文借助CAE分析软件采用有限单元法和实验测试相结合的分析方法对移动式空压机车架结构的振动特性进行了全面的研究。本文采用具有强大建模功能的三维制图软件UG建立了移动式空压机车架结构的几何模型,使用Hypermesh软件对其三维模型进行简化处理并采用壳单元对车架进行了网格划分,并采用适当方式对车架联接部分进行模拟,最终建立了车架有限元模型。然后利用有限元软件计算车架结构约束模态,得到了车架结构固有频率及振型。并描述了各阶模态其振型特点,同时对分析结果进行了评价,初步了解了车架自身振动特性。另外本文针对发动机简谐激励和路面不平度激励两种工况对车架进行了谐响应振动分析和随机振动响应分析。通过基于发动机简谐激励的谐响应分析得到了车架所有节点位移—频率响应曲线,并对计算结果进行了分析,判断了车架可能发生共振的频率点,而且采用LMS Test.Lab测试系统对车架进行了振动测试,对谐响应计算结果进行了验证。通过以路面功率谱为输入的随机振动响应计算,得到了车架随频率变化的加速度幅值响应曲线。判断了车架可能发生共振的频率点,并通过路面测试验证了随机振动响应计算的准确性。本文分析结果表明采用有限元法和实验测试相结合的分析方法对车架的振动特性有了全面的了解。保证了车架振动特性研究分析结果的准确性,为车架结构的改进提供了理论依据。而且该方法可以作为企业后续车架结构设计和改进的手段之一。……   
[关键词]:车架;有限元;模态;谐响应;随机振动
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:广西科技大学2015年
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