为解决钻机动力头在实际钻孔过程中由于地质条件不均匀而出现的振动影响钻孔效率和安全性的问题,在对全液压钻机动力头结构概述的基础上,基于ANSYS软件对其传动系统的固有特性进行分析;基于MATLAB软件构建了动态优化设计的目标函数、变量以及约束条件完成对传动系统关键参数的优化;基于ANSYS软件对优化效果进行综合评估,并达到预期效果。

对复合单元法理论进行简单介绍,利用该方法获得了多阶梯变截面梁和渐变截面梁的有限元动力分析方程。在此基础上通过求解广义特征值问题得到了梁的前几阶固有频率振型。在划分不同单元数目的情况下,对利用复合单元法（CEM）和有限单元法（FEM）以及其他理论方法所得的固有频率进行比较,进一步结合软件ANSYS求解的结果进行比较。数值仿真结果表明：复合单元法具有计算量小、计算精度高的优点。因此,在结构动力分析中有一定应用前景。

根据文献将三维弹性力学基本方程表达成Hamilton正则方程,采用半解析法求解,即用混合变量Hamiltonian等参元离散板平面,而高度方向用解析法.这种方法使叠层板问题不局限于某一形状,同时只要一层板的离散单元数确定,则全部未知数的个数就确定,比传统的三维有限元未知数少得多.通过用该方法对某汽轮发电机定子铁芯的固有频率分析,为发电机铁芯的振动分析和电机铁芯的最优化设计提出了一种新方法.

为探究内齿轮数控磨齿机磨削头振动特性,以磨齿机磨削头为研究对象,建立其三维实体模型,并基于有限元仿真软件ANSYS进行预应力下的动态特性分析,获得磨削头各阶固有频率及对应振型,并对其薄弱环节进行了优化设计,使磨削头性能得到了提高。搭建磨削头结构振动特性试验平台,利用试验测试其振动特性,采集不同工况下磨削头的振动信号,采用时域信号和频域信号的对比分析法,探究磨削头振动机制。试验结果表明:磨削头低频振动幅度较大,而且多为主轴转速接近于磨削头固有频率引起的振动。最后为降低磨削头振动提出了合理的建议。

针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型。运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施。研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈共振,通过增加阻尼孔板和增加管路支撑,改变了管路内气柱固有频率和结构固有频率,有效的解决了配气台管路共振问题。

针对多轴机床随位动态特性难以高效求解的问题,提出一种快速有限元建模方法。该方法先根据结合部建模方案对机床进行子结构划分与前处理,再用弹簧-阻尼单元表征子结构间结合部的连接特性,最后通过局部坐标变换调节各子结构在机床中的位置与姿态,从而完成整机的参数化有限元建模。运用所提方法,建立了某型五轴动梁龙门立式车铣复合机床的参数化有限元模型。该模型仅需单次有限元前处理,即可快速预估机床工作全域内不同位姿下的结构动态特性。预估了该机床前5阶固有频率以及0~150 Hz频带内刀尖点频响函数在工作全域内的分布规律,为机床结构动力修改与加工参数优选提供了力学依据。

推导了液压激振伺服控制系统模型的传递函数表达式,在AMESim中建立了系统模型并进行线性化分析。将AMESim中通过雅可比矩阵运算得到的结果作为依据,在MATLAB中进行系统模型辨识,得出系统的一阶积分环节增益、伺服阀和液压缸的固有频率与阻尼比等参数;在Simulink软件中建立验证模型并进行验证。结果表明:系统模型辨识得到的关于伺服阀和液压缸的固有频率和阻尼比与AMESim仿真模型线性特征值对应;Simulink验证模型的输出曲线与AMESim仿真中的输出曲线基本吻合,表明该方法能满足液压激振伺服系统的模型辨识。

利用ANSYS对L形航空液压管道进行仿真分析,研究装配不同数量卡箍及卡箍约束不同位置对L形管道固有频率的影响。分析添加不同数量卡箍后管道在脉动流体作用下最大范式应力的变化。结果表明:在管道长度一定的情况下,适当增加卡箍数量以及改变卡箍的约束位置对于管道频率有明显的提高效果;随卡箍数量的增加,管道在脉动流体作用下的最大范式应力逐渐减小,但卡箍约束对管道流体脉动最大应力的影响幅值降低。

圆形截面梁广泛应用于机械设备与道路桥梁等领域中,裂纹的存在及扩展直接危及梁的安全可靠性,进而引发灾难性事故。旨在研究一种基于频率等高线的裂纹识别方法。使用一种新方法推导了裂纹梁在轴力、剪力和弯矩共同作用时的应力强度因子,给出了相应的柔度系数计算公式。基于有限元法分别推导了含裂纹单元和无裂纹单元的柔度矩阵,推导了梁的振动方程,探讨了裂纹对梁模态频率的影响。在此基础上,将固有频率作为裂纹识别的判断指针,研究了圆形截面梁裂纹识别频率等高线法。最后,基于频率误差函数对固有频率等高线法进行改良,提高了裂纹识别精度。结果表明:改良后的频率等高线法弥补了其在一些工况下无交点甚至无三角形区域的缺陷,使它更具工程应用可行性,并且该方法对裂纹位置和深度的识别也较为精准,相对裂纹深度识别最大误差为...

为了降低叶片泵的振动冲击和噪声,以双作用叶片泵的泵体和轴作为研究对象,采用有限元的方法和ANSYS软件,对泵体和轴进行模态分析,分析了泵体和轴的固有频率,及其对噪声的影响。最后,对泵体和轴进行优化处理,并分析了改进的合理性。通过优化处理,可以明显降低振动引起的噪声。