基于预应力计算模态的塑料支架的共振分析.pdf

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1、机械设计与制造第12期80MachineryDesign&Manufacture2012年12月文章编号：1001—3997(2012)12—0080—03基于预应力计算模态的塑料支架的共振分析木颜士伟余世浩卫(1．武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉430070；2．武汉理工大学华夏学院，武汉430223)ResonanceAnalysisofPlasticSupportPartBasedonPre-StressComputingModalAnalysisYANShi—wei．YUShi—hao，(Schoolo

2、fMaterialsScienceandEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China；2．HuaxiaCollege，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430223，China)【摘要】介绍了计算模态的基本理论，将塑料支架的模态预应力划分为结构载荷预应力和注塑工艺产生的残余预应力，对注塑残余应力的产生机理进行了简要分析，并使用有限元程序准确计算出注塑残余应力，发现结构中存在两处较高的注塑残余拉应力分布区，说明注塑残

3、余应力是模态预应力的重要组成部分。通过对比研究和试验验证，分析了注塑结构的注塑残余预应力对结构模态特性的影响规律，为塑料结构件的模态特性研究和结构强度设计提供了理论参考和应用指导。关键词：塑料件；计算模态；预应力；注塑应力【Abstract】ThebasiccomputingmodaltheoryWasintroduced,andthepre-stressfortheplastics一portcomputingmodalanalysisWasanalyzed，whichincludedstructureloadpr

4、e-stressandinjectionresidualstress，andthetheoryofresidualstressinplasticinjectionmoldingWasanalyzed，andtheinjectionresidualstressWascalculatedwithFEASoftware，whichindicatedthattheinjectionresidualstressWastheimportantcontributorformodalpre-stress．Theinfluencel

5、awofpre-stressonresonancefrequencyofplasticsupportWasstudiedbycomparisonresearchandexperimentevaluation，whichcartprovidetheoreticalreferenceandtechnicalsupportfortheresonancefrequencyanalysisofplasticparts．KeyWords：PlasticPart；ComputingModal；PreStress；Injectio

6、nResidualStress-1h1--1h-1h1、●1hdp●●1h1h-1{P1n-01-11hht●、h#，1-1●1“1、j—j、、-、-1h●1、hj1h-11r1n‘中图分类号：TH16文献标识码：A1模态分析基本理论每个结构具有特有的固有振动频率，即共振频率，该频率与；特定形式的振动具有直接联系，当结构的某一阶共振频率被激活时，结构表现的振动形式称为振动模态。模态是结构的固有振动基特性，每一阶模态具有特定的固有频率、阻尼比和振型。计算模态分析即以无阻尼系统的各阶主振型对应的模态坐这些模态参数可以由

7、计算或试验分析取得，这样一个计算标代替物理坐标对系统的运动微分方法进行解耦。对系统的运或试验分析过程称为模态分析，这个分析过程如果是由有限元计动微分方程两边进行拉氏变化，导入模态坐标{q}，得到各自独立算的方法取得的，则称为计算模态分析[1_。的系统方程组，如下：对于Ⅳ自由度的线性定常系统，其运动微分方程为：N(i一C)q(=l，2，⋯，Ⅳ)(2)MX+CX+KX=F(1)J=1式中：Mi，Ci，一系统的模态质量、模态阻尼和模态刚度；式中：，V，一系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵。，v-_刚度矩阵的维数，也是多自

8、由度系统的自由度数目；通常，矩阵为实系数对称矩阵，其中，M是正定矩阵，K矩09。，f__第个特征值和模态振型。阵对于无刚体运动的约束系统是正定矩阵，对有刚体运动的自由系统是半正定的。当系统阻尼是比例阻尼时，c矩阵为对称矩阵。2塑料支架的结构介绍c和F矩阵分别是系统中各点的位移响应向量和激励力结构为某室内电子交换机柜的散热装置，塑料支架通过四向量。个螺栓固定于