随着科学技术的发展，光学元件和工程陶瓷等先进材料得到广泛应用，迫切需要解决传统磨削加工硬脆性材料效率低与质量差等难题。相关研究已经证实，椭圆形超声振动辅助磨削（EUAG）方法能够实现硬脆性材料的低损伤和低应力去除。本文基于行波型超声电动机的原理，利用ANSYS有限元软件进行建模、模态分析及灵敏度分析，实现了椭圆形超声振动换能器结构参数的优化设计，并对优化模型进行了谐响应分析，得到了在相应激励下换能器椭圆振动长短轴方向的振幅值。本文利用ANSYS软件，成功优化设计了椭圆形超声振动换能器，为实现EUAG技术奠定了基础。

为探究基于叶轮转子系统下干气密封轴向振动特性,基于干气密封结构特性,建立叶轮转子-轴承-干气密封系统轴向振动模型,采用待定系数法进行求解,推导得出静环轴向振动幅值表达式;建立叶轮转子-轴承-干气密封系统几何模型,运用ANSYS Workbench软件进行模拟仿真计算,分析气膜刚度和激振力对轴向振动的影响。结果表明:气膜刚度对动、静环振动幅值的影响不大;动、静环振动频率相同、振动幅值相同,说明动、静环的追随性高,其间隙稳定,从而保证干气密封的稳定运行;动、静环位振动幅值与激振力成正比关系,说明激振力严重影响干气密封的稳定性,为提高干气密封的稳定性,应平衡好叶轮的轴向激振力。

以CMM2-20型矿用液压钻车钻架为研究对象,在ANSYS中建立有限元分析模型。以模态分析结果为输入,对钻架在推进行程中3个工况的2个关键位置做谐响应分析,得到相应的X、Y、Z三个方向自由度的振幅随频率的变化规律。结果表明,钻架在推进行程中的危险频率点主要为16 Hz、48 Hz、80 Hz、112 Hz和160 Hz,为钻架的优化设计提供参考。

以矿用液压支架联接头作为研究对象,利用SolidWorks建立液压支架联接头的三维实体模型,基于ANSYS Workbench对液压支架联接头受拉力时进行力学分析、模态分析谐响应分析,得到液压支架联接头在各阶频率的振型变化和共振频率。结果表明,联接头在头部受力时最容易发生变形,液压支架联接头在频率为3 200 Hz处更容易出现共振现象。针对结果进化优化设计。该研究为液压支架联接头的综合性能分析和优化提供了参考。

依据谐响应分析的力学基础,模拟机械手丝杆工作的受力情况,借助ANSYS Workbench动力学分析软件进行谐响应分析,得到了丝杆在静载荷与各种不同频率的简谐激励作用下的应力分布与变形情况,通过变形频响函数曲线、应力与变形结果的分析,得出使得等效应力与变形最大的频率响应值,为丝杆的传动精度与机械手工作的可靠性提供了一定依据.

为了获得放大系数大、振动可靠的变幅杆,设计了带圆锥过渡的1/4波长阶梯型变幅杆。通过理论计算得到阶梯型变幅杆的几何模型,并基于有限元方法,应用ANSYS软件对变幅杆进行模态分析和谐响应分析,获得了变幅杆频率、放大系数和最大应力的变化规律,为阶梯型复合变幅杆的设计提供了参考。

活塞杆是压缩机的重要零部件之一,同时又是活塞的导向零部件之一,活塞杆的变形程度直接影响到气缸的密封性和活塞与汽缸之间的磨损程度。文中针对立式压缩机活塞杆,利用Creo进行建模,然后利用Workbench有限元计算方法,对活塞杆进行模态分析,并进行谐响应分析,得到活塞杆的最大变形量。分析结果表明,采用实心杆件设计可以有效减小活塞杆的变形量,为活塞杆的进一步优化设计提供理论基础。

鉴于托盘的稳定性对于称重传感器误差标定装置的测量精度而言有着重要的影响,因此研究托盘在工作过程中发生受迫振动问题有一定的必要性。利用Pro/E三维设计软件首先建立好托盘三维模型,然后通过有限元软件A N SY S结合模态、谐响应分析技术对托盘结构进行动态特性研究。其结果表明：第3阶、第4阶和第6阶类模态振动对托盘上称重传感器的安装部位影响最大。通过幅频曲线确定托盘各个危险区域的共振频率,为避免称重传感器误差标定装置在实际工作中产生共振提供理论参考。

随着主轴转速的提高和绕线轴数的增加,主轴箱体因受多根高速旋转主轴产生的简谐激振力影响,易出现共振现象,从而影响线圈的绕制质量。针对该问题,以最高转速10 000r/min,12轴绕线机主轴箱体为对象,根据其结构组成和工作原理分析计算得到其简谐激振力;利用Solid Works建立主轴箱体的三维模型,基于ANSYSW orkbench平台,分析得到了主轴箱体的前6阶固有频率及振型;采用模态叠加法,分析得到了简谐激振力作用下主轴箱最薄弱部位X、Y和Z方向的幅频曲线和相频曲线;结合前6阶固有频率及振型,该主轴箱临界激振频率约为250Hz,能满足主轴最高转速10 000 r/min（167Hz）的要求。研制的绕线机经用户使用,主轴箱体振动小,线圈绕制质量好。提出的模态与谐响应分析方法能为高速多轴绕线机主轴箱体的结构设计提供理论与技术支撑。

对直线共轭内啮合齿轮泵泵轴进行动态分析.利用有限元分析软件ANSYS Workbench通过模态分析计算出泵轴固有频率和临界转速;同时对其进行谐响应分析得到交变载荷作用下泵轴产生共振的激振力频率为防止泵轴发生共振提供可靠的理论依据.