基于Workbench的斩波轮整机试验平台模态分析.pdf

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1、第27卷第4期机电产品开崖与剀新V01．27，No．4兰里!!垒三旦里!：苎竺竺!竺苎!竺!：兰!!兰竺竺!兰!!苎兰!竺里!型璺!尘竺竺兰!堕：!兰里!!文章编号：1002-6673(2014)04—069-02基于Workbench的斩波轮整机试验平台模态分析黑丽民，于海辉，景晨(公安部第一研究所，北京100048)摘要：斩波轮整机试验平台搭载斩渡轮以及探测器等部件，斩渡轮工作状态下，试验平台的振动特性直接关系整机工作性能。论文以试验平台为研究对象，使用Pro／E建立模型，利用Workbench软件对其进行模态分析，得到试验平台的固有频率和振型云图，为试验平台结构优化提供理论基础。关键词

2、：Workbench；试验平台：模态中图分类号：THl2；TH39文献标识码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002-6673．2014．04．026ModalAnalysisoftheChopperWheelSystemTestPlatformBasedonANSYSWorkbenchHE／Li一^以n，YUHal-Hui，．1INGChen(TheFirstResearchInstituteoftheMinistryofPublicSecurityofPublicSecurityofP．R．C，Beijing100048，China)Abstract：Thetestphffor

3、mequipped谢tIlChopperwheelbracketanddetectors，intheworkingstate，vibrationoftestplatformisdirectlyrelatedtothemachineperformance．Bytakingthetestplatformasitsobjectofstudy，itusesPro／etobuildmodel，andusesWorkbenchtocarryoutthemodalanalysisofthetestplatform，getsthenaturalfrequencyofmachineframeandvibrat

4、ionimage，andprovidesthetheoreticalbasisfordesignofthetestplatform．Keywords：workbench；testplatform；modalO引言斩波轮部件是整机系统振动和噪声的重要激励源，斩波轮旋转工作时，试验平台不断受到复杂的冲击载荷激励，随之产生了横向、纵向以及扭转振动，当某一激励力的频率与试验平台整机某阶固有频率相近时，就会引起共振导致试验平台上的探测器等其他部件松动或损坏，直接影响机器工作性能和寿命。本文使用Workbench建立试验平台振动模型，采用有限元数值模拟方法，研究其振动特性【Ⅻ，得到试验平台各阶模态和振型

5、云图．为振动故障及试验平台结构动态特性的优化设计提供依据。1试验平台有限元模型建立斩波轮整机试验平台搭载斩波轮部件、探测器部件、x射线予准直部件及其结构骨架，该试验平台实物模型如图1所示。斩波轮部件位于平台正中位置内置X射线源，为整机系统核心部件，其工作转速为1500r／rain，回转直径达700mm，通过斩波轮支架与试验平台连接；背部为探测器组件。使用Pro／E建立装配几何模型，如图2所示，然后利用其与Workbench的接口将试验平台部分优化后直接导人进行分析。有限元计算是基于节点进行的．而节点又与网格单元息息相关，Workbench的网格划分是智能化的，在生修稿13期：2014—04-

6、23图1斩波轮整机试验平台作者简介：黑丽民(1976一)，男，硕士研究生。主要从事公共安：Fig·lTheChopperwheel全检查等设备的设计和研究工作。sys‘emT。5‘P1a‘forill图2整机试验平台模型Fig．2Themodeloftestplatform·制造业信息化·成网格的过程中。精度要求较高的区域会自动调节网格密度，保证整个系统的网格质量13,41。在Workbench的AnalysisSystems工具栏中选择M0dal分析模块，材料选用Q235B结构钢。在导人模型之后进行网格划分，并选取网格设置工具Siz—ing中的ElementSize为50mm．即网格单元尺

7、寸为50mm，节点总数为428645个，单元总数为196725个，优化后的网格划分模型如图3所示。2试验平台的模态分析试验平台固有频率是一个离散的频率谱。固有频率与激励频率越接近振动越大。各阶模态的能量有大有小。第一阶的能量是最大的．当外界激励频率与一阶⋯(a)一阶模态(1阶扭转)图3试验-b黧，tr骨架网格固有频率接近时的共振能量耳¨削一叭下棋“”JHJ，、■队日u王Fig．3Themeshmodelof最