【《某一体式快速水渠模具模态分析案例》2600字】

某一体式快速水渠模具模态分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u27884某一体式快速水渠模具模态分析案例 1142841.1引言 1312731.2模态分析建模 1316241.3一体式快速水渠模态分析 2188701.3.1一体式快速水渠模具12阶模态分析结果云图 395321.4小结 71.1引言模态分析是研究结构动力特性一种方法，一般应用在工程振动领域。其中，模态是指机械结构的固有振动特性[14-18]，每一个模态都有特定的固有频率、阻尼比和模态振型，分析这些模态参数的过程称为模态分析。为了研究一体式快速水渠在进行户外工作时，路面工况、地形、天气等影响在工作时与水渠本身由于水渠工作范围工作行程内相互作用下产生频率振动的变化，对一体式快速水渠进行阶模态分析，运用ANSYSworkbench-Modal模块，得到了对一体式快速水渠在水渠工作范围内相互作用下十二阶固有频率的变化数据及振动变化方向。1.2模态分析建模模态分析用于分析结构的振动特性，即确定结构的固有频率和振型，继续沿用初代一体式快速水渠模具用做模态分析，并根据计中间支撑柱的固有频率，求解分析观察是否有共振的频率，有限元建模如图1.1所示。图1.1一体式快速水渠模具模态分析建模Fig.4-1modalanalysisandmodelingofintegratedrapidcanalmould模态分析所用的水渠模具共同初代的一体式快速水渠模具，计算时是在初代设计基础上进行分析设计，图1.1为初代一体式快速水渠模具导入ANSYS分析的示意图1.3一体式快速水渠模态分析在已通过数据计算得到了一体式快速水渠中间支撑柱在工作状态下的频率401.929HZ，通过ANSYS有对一体式快速水渠模型的模型分析，研究水渠在恶劣环境中工作时所产生的固有频率，可以保证在设计时避免振动的产生的影响，有利用缩短设计周期，提高一体式快速水渠的使用寿命。一体式快速水渠的前十二阶的固有频率如表1.1所示。表1.1一体式快速水渠模型前12阶固有频率Table.1.1first12naturalfrequenciesofintegratedfastchannelmodel阶数频率（Hz）178.372142.543221.234260.335293.406301.647383.988421.609445.1510501.1211512.6912527.56图1.2一体式快速水渠模具模态分析迭代步长Fig.1.2Iterativestepofmodalanalysisofintegratedfastwaterchannelmold表1.1为一体式快速水渠模型前12阶固有频率，图1.2为一体式快速水渠模具模态分析迭代步长在ANSYSworkbench-Modal模块中对物体施加固定载荷受力区域及边界约束，在结果soluton模块中选择totlaDeformation，共设置12级模态分析振动的固有频率，并在每totlaDeformation种调整相对应的阶级数，最后求解。1.3.1一体式快速水渠模具12阶模态分析结果云图得到了12阶模态分析振动的频率由最初的第一阶78.37Hz至第十二527.56Hz，区间变化差异为449.19，得了迭代步长示意图，便于直观清楚的分析409.929Hz带来的共振伤害，为一体式快速水渠模设计提供了数据基础。图1.3一体式快速水渠模具第一阶振动模型Fig.1.3firstordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.4一体式快速水渠模具第二阶振动模型Fig.1.4secondordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.5一体式快速水渠模具第三阶振动模型Fig.1.5thirdordervibrationmodelofintegratedrapidchannelmould图1.6一体式快速水渠模具第四阶振动模型Fig.1.6fourthordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.7一体式快速水渠模具第五阶振动模型Fig.1.7fifthordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.8一体式快速水渠模具第六阶振动模型Fig.1.8sixthordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould一体式快速水渠模具模态分析后的第一阶固有频率为78.37H如图1.3所示，第一阶级所产生的位移变形量主要发生在一体式快速水渠模具两侧的围板中间处及最小为位移量为0.016mm，最大的位移量为0.15mm第一阶变化位移较小。第二阶级的模态分析固有频率是142.54Hz如图1.4所示，最大位移发生在初代一体式快速水渠的最前端和最后段类似外八字的形状最大位移为26.7mm，最小位移为2.9mm主要发生在中部，第三阶级产生的位移量的位置主要发生于一体式快速水渠模具放置于地面接触的两侧水渠挡板最下放置处最小位移量为2.5mm发生在一体式快速水渠模具Z轴方向的最上方处，最大的位移量为23.1mm，所产生的模态分析固有频率为221.23Hz如图1.5所示，第四阶的模态分析固有频率为260.33Hz，主要产生的位移变形区域为水渠工作范围水泥挡板的一侧量裙边向内变形，最小为位移量为3.6mm，最大的位移量为33mm如图1.6所示，第五阶的模态分析固有频率为293.40Hz，一体式水渠模具主要变形位于负方向X轴偏移形状类似于拱桥状，最小的变形量为3.5mm，最大变形量可以达到31.5mm如图1.7所示，第六阶的模态分析固有频率为301.64Hz，主要变形在直角坐标系中一体式水渠模具x负半轴沿着Y轴向内八字型张开一体式水渠模型的最小变形量为1.8mm，最大变形量为16mm如图1.8所示。在一体式快速水渠的前6阶模态没有达到中间柱的固有频率所以不会产生共振的危险。图1.9一体式快速水渠模具第七阶振动模型Fig.1.9seventhordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.10一体式快速水渠模具第八阶振动模型Figure1.10eighthordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.11一体式快速水渠模具第九阶振动模型Fig.1.11ninthordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.12一体式快速水渠模具第十阶振动模型Fig.1.12tenthordervibrationmodelofintegratedrapidchannelmould图1.13一体式快速水渠模具第十一阶振动模型Fig.1.13eleventhordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould图1.14一体式快速水渠模具第十二阶振动模型Fig.1.14twelfthordervibrationmodelofintegratedrapidcanalmould第七阶的模态分析固有频率为383.98Hz如图1.9所示，在XY平面视图中一体式水渠模具类似于波浪线形状发生移，最大的变形量为37mm，最小的变形量为1.1mm，第八的模态分析固有频率为421Hz，在ZY方向视图平面中一体式水渠模具呈现类似于梯形形状变化，最小的变形量为2.4mm，最大的变形量为22.3mm如图1.10所示，第九阶的模态分析固有频率为445.15Hz，一体式水渠快速水渠模具发生量在x轴方向的正半轴类似于整体扭转的形状，一体式水渠的末端发生变形的位于最大，最大的变形为20mm，最小位于变形为2.3mm如图1.11所示，第十阶的模态分析固有频率为501.12Hz，在一体式水渠模具X轴正半轴中，前端发生变形类似于梯形，后端变形类似于拱行变形较小为2.9mm，最大变形量为26.9mm如图1.12所示，第十一阶的模态分析固有频率为512.69Hz，在ZY方向平面一体式水渠磨具水渠的变形主要位于中部向里发生变形，位移最大为15mm，最小变形发生在Z轴方向的最顶部为1.6mm如图1.13所示。第十二阶模态分析如图1.14所示固有频率为527Hz，最大位移发生在Xy轴平面的最底端为41mm最小位移发生在一体式快速水渠模具Z轴方向的最上端为1.6mm，第十二阶固有频率和第十一阶固有频率相差15Hz两者差别不大，故选择分析至12阶模态为止。在一体式快速水渠模具在工作时与水渠中间支撑柱产生的频率与401.929Hz在第七阶和第八阶的383.98Hz，421.60Hz两个频率基本阶接近中间支撑柱的固有频率，这两个频率会有可能出现共振现象，在设计加工时应避免第七，第八阶的固有频率，从而保证水渠模具的安全性和稳定性。1.4小结为了研究一体式快速水渠在进行户外工作时，由于路面工况