某装备结构动态特性分析
基于ANSYS的龙门吊起重机模态分析
基于ANSYS的龙门吊起重机模态分析赵连磊;兰凯鹏【摘要】针对龙门吊复杂的工作条件对起重机的苛刻要求,以龙门吊起重机为研究对象,采用ANSYS软件建立了与龙门起重机近似的三维模型,并根据模态分析理论对龙门起重机进行动态性能的分析,重点针对龙门起重机用Subspace法计算模态、固有频率,获得了该起重机的前五阶模态参数.理论值与试验值比较表明,起重机能够在一定程度上避免共振现象,模型建立准确,为起重机的动态设计提供了理论依据.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2019(057)001【总页数】4页(P91-94)【关键词】龙门起重机;动态性能;模态分析【作者】赵连磊;兰凯鹏【作者单位】200093 上海市上海理工大学机械工程学院;200093 上海市上海理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH213.50 引言随着海洋集装箱运输长足发展，航运商纷纷采用了更大的集装箱船，致使起重机作业效率的要求提高。
起重机的大车、小车和吊具这三大机构的运行速度较高，起重机工作时的动载荷很大，对起重机的动态特性有很大的影响。
当这种影响比较严重时，将使得集装箱起重机晃动剧烈，造成起重机的大车、小车和吊具这三大机构的运行不稳定而发生故障。
其主要表现在，当所受激振力的频率与龙门起重机结构的某一固有频率接近时，就有可能引起结构共振，从而产生很高的动应力，造成结构的强度破坏或产生不允许的大变形，破坏龙门起重机的性能[1]。
所以，为了在保证安全的前提下充分发挥集装箱起重机的潜能，必须对其进行动态特性分析，为自动化堆场的高效运作提供最重要的基础保证[2]。
1 模态分析理论模态分析一般用于确定结构的振动特性、固有频率和振型（模态），它也是谐响应分析、瞬态动力学分析及谱分析等其他动力学分析的起点。
ANSYS提供了7种模态提取方法：子空间法（subspace）、分块法（block lanczos）、缩减法（reduced/householder）、动态功率法（power dynamics）、非对称法（unsymetric）、阻尼法（damp）、QR阻尼法（QR damp）。
龙门加工中心整机动静态分析及结构优化
由分析结果发现， 滑枕的静强度与动态性能都较 好， 但根据加工中心整体结构， 可发现其存在结构过长 的现象， 这一设计既增加了自身质量， 缩短了行程， 又加 剧了刀尖变形趋势。滑枕结构改进前后对比如图 ６所 示。修改前后行程增加 ２ ９ ０ｍ ｍ ， 质量减轻 １ ２ ６ｋ ｇ 。
由表 ３可知， 该龙门加工中心的前两阶固有频率偏 低， 只有 ３ ０ １ ７ ７Ｈ ｚ 和３ ２ ５ １ ５Ｈ ｚ ， 动态特性较差。４ 、 ５ 、 ６ 阶有密频现象。 结合前面静力分析的结果可知： 横梁、 滑枕是其较 为薄弱环节。这是由于该加工中心横梁 ｘ 向的刚度低 以及滑枕长度过长， 造成整机低阶固有频率偏低及总位 移量较大。
２ 有限元模型建立
静力学分析中， 网格划分采用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ ＳＷｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ三 维实体单元 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ １ ８ ６ ， 该单元为三维 ６面体 ２ ０节点的结
收稿日期： ２ ０ １ ４ ０ ５ １ １ 基金项目： 人工智能四川省重点实验室科研项目（ ２ ０ １ ３ Ｒ Ｙ Ｙ ０ ３ ） ； 四川省教育厅重点项目（ １ ４ Ｚ Ａ ０ ２ ０ ９ ） ； 自贡市科技局项目（ ２ ０ １ ３ Ｊ １ ９ ） 作者简介： 杨海栗（ １ ９ ８ ８ ） ， 女， 四川成都人， 助教， 硕士， 主要从事结构设计及 Ｃ Ａ Ｅ仿真分析研究， （ Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ） ｙ ｈ ｌ ｓ ｅ ａ ３ ２ ４ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
龙门加工中心整机动静态分析及结构优化
杨海栗，田建平，胡 勇，付 磊，黄丹平
（ 四川理工学院机械工程学院，四川 自贡 ６ ４ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 以Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 三维建模软件与 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ ＳＷｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ 有限元分析软件为平台， 建立龙门加工中 心整机动静态分析模型， 由分析得到整机在只受重力、 以及重力与切削力同时作用这两种工况下的位移 量数据及其相对变化量， 得出整机的结构刚性及固有频率值， 并综合分析结果提出滑枕及横梁的结构优 化方案， 通过结构改进减小整机变形量， 提高整机加工精度， 为加工时的误差补偿提供了理论依据。 关键词： 龙门加工中心； 整机； 静力特性； 动力特性； 结构优化 中图分类号： Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文献标志码： Ａ 及整机可靠性， 并针对薄弱环节进行结构优化， 从而提 高整机加工精度， 并为加工时的误差补偿提供必要的理 论依据。
基于ANSYS的某型高射机枪有限元分析
型与相对应的固有频率 ， 通过固有频率与振型从 整体上考虑 机 枪 的 刚 度 局 部 强度 问题 。 ｊ
选择土壤模型 的４面和底 面上 的节点 ， 主菜单 中选择 从
Ｍ ａｎ Ｍ ｅ ｕ Ｓ １ ｔ０ ｉ ｎ — ｏ ｕｉｎ— Ｄｅ ｎｅ Ｌｏ ｄ — Ａｐ ｌ — Ｓ ｃｕ ａ— Ｄｉ— ａｓ ｐｙ ｔｒｌ ｓ
１４ 设 定 扩 展 选 项 ．
重新 进 入 求 解 器 ， 主 菜 单 巾 选 择 Ｍａｎ Ｍ ｎ — ｓｌ— 从 ｉ ｅｕ ｏｕ
ｔ ｎ Ａ ａｙ ｉ Ｔ ｐ － Ｅ ｐБайду номын сангаасｎ ｉｎ Ｐ ｓ ， ｛ ｘ ａ ｓ ｎ Ｐ ｓ ｉ － ｎ ｌｓｓ ｙ ｅ ｘ ａ ｓｏ ａ ｓ ｛ ｐ ｎ ｉ ａｓ对 ｏ ｛Ｅ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｆｓｒ ｃｕ ｅ ｄ ｎ ｍｉｓ，ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｂ ｉｔｔ ｎ ｔ ｌ ｍｅ ｔｍｏ ｅ ｆ３Ｄ ｎ ｉ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｏ ｙ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｙ ａ ｃ ｈ ａ ｅ ｕ ｌ ｈｅｆ ｉｅ ｅｅ ｎ ｄ ｌｏ ｅ ｔｔ ｉ ｙ
（ 要 获 取 的 模 态 最 高 阶 数 ， 文 只 取 高 射 机 枪 前 ８阶 模 需 本
态 ） 将 Ｅ ｐ ｎ ｏｅｔ ｓａｓ 置 为 Ｙ ｓ在 Ｎ ．ｏ ｍｏｅ ， ｘ ａｄｍ ｄ ｈｐ 设 ｏ ｅ， ｏ ｆ ｄｓｏ ｔ
ｅｐｎ 本 框 中输 入 ８ 单 击 Ｏ 按 扭 ， 时 自 动 打 开 Ｂｏｋ ｘａｄ文 ， Ｋ 这 ｌ ｃ Ｌ ｎｚｓＭｅ ｏ 话 框 ， 击 Ｏ ａｃｏ ｔ ｄ对 ｈ 单 Ｋ按 扭 接 受 缺 省设 置 。 １２ 施 加 约 束 ．
９所 示 。 图 ４ 第 ３阶 振 型
龙门式机床横梁筋板结构分析与优化
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂｅ ａ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｒ Ｔ ｙ ｐ ｅ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ
１ 引 言
龙 门式机床主要有加工跨距大 、加工效率高 、刚度高 的特 点， 适应于批量或高精度加工。 在航空 、 航 天、 汽车 、 模具等制造行 业中得到广泛的应用 。横梁是龙门式机床关键部 件之一 ， 起着连 接滑座 、 滑鞍等关键部件的作用 ， 横梁 自身 的结构及布局决定 了 其动 、 静态特性 ， 而横梁筋板的动 、 静态特性又直接关系到龙 门式 机床 的整机性 能。 要提高机床的加工效率 、 精度 ， 必须考虑机床结 构的静动态特性【 ｌ ｊ 。
横梁 的部分尺寸示意 图， 如图 ６ 所示 。图中 Ａ是一个 Ｏ字
的宽 ， Ｂ 是横梁的厚 ， Ｈ是 Ｏ字的高 。 七种横梁 的 Ｈ、 Ａ 、 Ｈ ／ Ａ的值 ，
如表 １ 所示。结合表 １ 与图 ４可知 ， 横梁中 Ｏ字的高宽之 比越接 近１ ， 横梁的最 大变形量越小 ， 即横梁的抗变形能力越好 。 表１ Ｏ字高与宽的比值
图 ６横梁尺寸示 意图
Ｆ ｉ ｇ ． ６ Ｂｅ ａ ｍ Ｓ ｉ ｚ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｄｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ
５结论
综上分析 ， 得 出以下结论 ： （ １ ） 在井字 、 ｗ型、 米字 、 Ｏ字筋板 结构 的横梁 中， Ｏ字型结构横梁除 了工艺性 能优越之外 ，抗 弯抗 扭性能也 比其它三种横梁好 ， 井 字型结构倍 ； Ｏ字型筋板横梁 的各 阶 固有频率也 比其它三种横梁各 阶固有频率高（ ０字型第一阶比井 字型高 ９ ７ Ｈ ｚ ， 比 ｗ 型高 ３ ９ Ｈｚ ， 比米字型高 １ Ｈ ｚ ） 。 （ ２ ） ０字型结构 横梁 中， ｏ字的个数控制在使 ０字高宽之比为 １ 时 ，该横梁性能 最佳。 （ ３ ） ０字型横梁 的厚度 Ｂ对其性能有影响 ， 并不是厚度越高 越好 ， 在这里 的条件下 ， 厚度 Ｂ取 ４ ４ ０ ｍ ｍ时横梁性能最佳。
光电平台框架结构减振特性设计分析
光电平台框架结构减振特性设计分析摘要：讲述了光学稳定平台结构设计特性，讲述了机械谐振频率对设备的重要性，强调设定支撑筋和减重孔是机械谐振频率的有效手段。
此外，结构合理布局尽可能紧密，重量大一点的构件接近旋转轴线减少惯性力矩，也有助于机械固有频率。
对于传统式光学平台结构的重量较大、可靠性不太理想，稳重制定了一种中小型两轴光学平台，阐述了其架构主体结构的多形式特性，找出了平台易共震的薄弱点，对平台进行了减振功能优化设计方案。
关键词：广电平台；减振特性；设计分析一、引言光电侦察稳定平台是航空侦察的主要设备之一，可以在迅速捕捉、跟踪和收集运动目标。
光学平台是获得外界信息的主要构件，其稳定性能直接关系获得图象信息的实时同步效果。
伴随着无人飞机技术发展，光学平台有关技术的研究与应用也变得越来越获得重视，广泛用于航空远洋航行、国防、警用装备、民用设备、农牧业等行业。
但传统式光学平台体积重量大，构造稳定性能不理想，严重制约了无人机系统的高速发展。
文中制定了一种中小型两轴光学平台，对其自身的震动特性展开了深入分析科学研究，达到最理想的平稳实际效果。
光学平台构造关键从内框架、俯仰轴、主机架、方位轴和基座等组成。
当光学式平台底座固定于载置台上时，平台可以绕方位轴开展方位转动，内框架可以绕俯仰轴开展俯仰的转动[1]。
二、现有平台系统的分析第一个方案为双轴二框架结构。
在空中侦查平台上，双轴式、两个机架的设计和应用最为广泛，技术也比较成熟。
该方法是将光电传感器等探测装置放置在由俯仰和方位两个坐标轴构成的垂直平台上，利用陀螺灵敏平台的相对惯性进行空间移动，再由陀螺稳定环驱动坐标系力矩电机，以消除外部扰动力矩，实现系统的稳定。
该双构架稳定系统是目前国际上较为成熟和常用的稳定设备，在小载荷高精度稳定方面表现出了很好的效果。
由于电子侦察技术和装备的不断进步，目前主要由电视、红外和激光等构成的侦察装置，由于其负荷越来越大，各种不利的干扰瞬间也随之增大。
某火箭炮各部件动态特性匹配及优化研究的开题报告
某火箭炮各部件动态特性匹配及优化研究的开题报告一、选题背景火箭炮是一种重要的战斗装备，其各个部件的动态特性匹配与优化是火箭炮设计中的重要问题。
该问题的解决将有助于提高火箭炮的射击精度、射程和杀伤效能，提高作战能力，具有重要的理论和实践价值。
二、研究目的本研究旨在探讨火箭炮各部件的动态特性匹配和优化方法，为火箭炮设计提供参考和指导。
具体研究目的如下：1.分析火箭炮各部件的动态特性参数，确定各部件的优化目标；2.建立火箭炮各部件的动态特性模型，进行仿真计算和分析；3.研究不同优化方案对火箭炮性能的影响，确定最优设计方案；4.提出相应的优化建议，为火箭炮的实际制造和使用提供参考。
三、研究内容本研究将围绕火箭炮各部件的动态特性参数进行研究，具体内容包括以下几个方面：1.分析火箭炮各部件的动态特性参数，确定各部件的优化目标。
2.建立火箭炮各部件的动态特性模型，进行仿真计算和分析。
其中包括枪管、弹头、尾翼等部件。
3.研究不同优化方案对火箭炮性能的影响，确定最优设计方案。
这将包括对不同材料、结构、尺寸等参数进行优化设计。
4.提出相应的优化建议，为火箭炮的实际制造和使用提供参考。
四、研究方法本研究将采用数值模拟和实验相结合的方法，具体研究方法包括以下几个方面：1.进行火箭炮各部件的材料、结构等参数的分析和确定。
2.建立火箭炮各部件的动态特性模型，并进行数值仿真计算和分析。
3.通过实验得到火箭炮各部件的实际动态特性参数，并与数值计算结果进行比较分析。
4.对不同优化方案进行数值仿真和实验验证，确定最优设计方案。
五、预期成果本研究预期可以得到以下成果：1.探讨火箭炮各部件的动态特性匹配与优化方法。
2.建立火箭炮各部件的动态特性模型，进行仿真计算和分析。
3.研究不同优化方案对火箭炮性能的影响，确定最优设计方案。
4.提出相应的优化建议，为火箭炮的实际制造和使用提供参考。
六、论文结构本论文将分为以下几个部分：第一章：绪论，包括选题背景、研究目的和意义、研究内容、研究方法、预期成果和论文结构。
数控机床的动态特性概述
数控机床的动态特性概述李凯旋研究机床动态特性的重要性和必要性现代机床正向高速，大功率，高精度的方向发展，除了要求机床重量轻，成本低，使用方便和具有良好的工艺性能外，对机床的加工性能要求也愈来愈高。
机床的加工性能与其动态特性紧密相关。
由于受到理论分析和测试实验手段落后的限制，传统的机床设计的主要依据是静刚度和静强度，对机床的动态特性考虑较少。
结果常常是以较大的安全系数加强机床结构。
导致机床结构尺寸和重量加大。
并不能从根本上改观机床的动态特性。
机床的动态特性的基本概念机床的动态性能是指机床运转之后振动、噪声、热变形与磨损等性能的总称。
但长期以来主要指的是机床的振动性能，即主要指机床抵抗振动的能力。
【1】⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧===振型）振型（一阶振型，二阶变形大小）动态柔度变形的能力。
动刚度：动载荷下抵抗变形的能力。
静刚度：静载荷下抵抗为临界阻尼系数为阻尼系数，阻尼比）（固有角频率固有频率(/1r r ,r/r 2/f f co co n n n n d k ωξπωω机床结构的动态特性参数主要参数包括固有频率，阻尼比，振型，动刚度等。
机床的动态分析主要是研究抵抗振动的能力，包括抗振性和切削稳定性，【2】⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧切削自激振的能力）切削稳定性（机床抵抗主要零件的固有频率阻尼特性机床的结构刚度振动的能力）抗振性（机床抵抗受迫激振力：由回转的不平衡质量作为振动系统的振动源产生的周期性简谐振动。
【1】诸乃雄，机床动态设计原理与应用[M]上海：同济大学出版社，1987:1-3【2】陈雪瑞，金属切削机床设计[ M ] 太原: 山西科学教育出版社, 1988.147-151主要指标外力的激励频率与物体的固有频率相等时，物体的振动形态成为主振型或一阶振型。
外力的激励频率是物体固有频率二倍时，物体的振动形态为二阶振型，以此类推.......机床的动态特性基本概念抗振性的衡量标准一般用产生单位振动量所需要的激振力表示。
高速加工车床主轴的动态特性分析与MATLAB仿真
高速加工车床主轴的动态特性分析与MATLAB仿真
万里;王孚懋
【摘要】求解机械系统模态参数是结构动力学分析的主要内容之一.本文利用有限元方法对车床弹性主轴进行单元划分,建立了弹性轴弯曲振动的质量矩阵与刚度矩阵.应用Matlab软件编制有限元结构动力学程序,对弹性轴动态特性进行数值计算与仿真,求得弯曲振动固有频率,绘制了模态振型图,分析了单元数与计算精度的关系,为机床系统动态设计与振动控制提供参考依据.
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2010(000)003
【总页数】3页(P1-2,13)
【关键词】机械振动;弹性轴;动态特性;有限元;Matlab
【作者】万里;王孚懋
【作者单位】南车青岛四方机车车辆股份有限公司,青岛,266111;山东科技大学,机械电子工程学院,青岛,266510
【正文语种】中文。
基于响应耦合子结构法的机床动力学特性分析
基于响应耦合子结构法的机床动力学特性分析欧淑彬;于秀娟;范登科【摘要】采用基于响应耦合子结构法(RCSA法)研究机床整个工作空间内刀具中心点(tool center point,TCP)的频率响应函数.首先,建立机床主轴和床身子结构的动力学模型,推导出子结构结合部的频率响应函数;再根据子结构结合部的变形协调关系及受力平衡条件,由RCSA法获得机床TCP的动力学特性;并以立式机床VDF850为算例,采用RCSA法计算主轴位于Z轴顶部位置时TCP的动柔度幅值频率响应,并与整机有限元法结果相比较.结果表明:两种方法的动柔度幅频响应变化趋势基本一致,验证了RCSA法的可行性;且RCSA法避免了整机有限元法的大规模矩阵特征方程求解,计算效率有所提高.【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(035)004【总页数】6页(P336-341)【关键词】机床;刀尖点;响应耦合子结构分析;频率响应函数【作者】欧淑彬;于秀娟;范登科【作者单位】安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;合肥国轩高科动力能源有限公司安徽合肥210011【正文语种】中文【中图分类】TH123现代工业对数控机床等高档加工装备的性能要求越来越高，特别是在航空工业中，涡轮机叶片、飞机机翼等大型复杂工件的加工制造对机床的切削速度、加工精度及稳定性提出了更高的要求[1]。
为保证机床加工精度，提高加工效率，研究刀具中心点(tool center point，TCP)整个工作空间动力学特性至关重要。
王磊等[2]采用集中参数法建立轴间耦合三轴联动机床系统的动力学模型，研究机床在工作空间内的动力特性变化；刘海涛等[3]应用有限单元法获得机床频响函数在工作空间的变化。
他们的研究局限于少数低阶固有频率和模态，影响动力学模型的分析精度。
Law等[4]运用子结构综合法研究工作空间内机床动态特性，保留了对TCP影响较大的中高阶模态，但整机高阶动力学特征方程的求解无形中提高了计算成本。
750kW风力机组齿轮箱动力学仿真分析
750kW风力机组齿轮箱动力学仿真分析引言风力机组作为一种新型的可再生能源装备，已经在全球范围内得到了广泛的应用。
其中，齿轮箱作为风力机组的核心部件之一，起着转换风能为电能的重要作用。
因此，风力机组齿轮箱的工作状态和性能对整个风力机组的运行稳定性和发电效率具有重要影响。
在此背景下，本文将对一款750kW风力机组的齿轮箱进行动力学仿真分析，以探究其运行状态、性能特征等相关问题。
1.750kW风力机组齿轮箱的结构与工作原理750kW风力机组的齿轮箱主要由主轴、齿轮、轴承和润滑系统组成。
其结构如图1所示。
（图1 750kW风力机组齿轮箱结构图）其中，主轴作为齿轮箱的核心部件，负责将风轮旋转的动能传递到齿轮上，从而实现电能的转化。
齿轮是整个齿轮箱的核心部分，主要分为一级、二级和三级齿轮。
它们的不同组合方式可以实现不同的转速和转矩输出，以适应不同的风速变化。
轴承则通过支持主轴，减少主轴的受力和磨损情况，从而延长其寿命并提高转速性能。
润滑系统则起到润滑保护的作用，使齿轮箱能够在高速旋转和重载工况下正常运行。
2. 750kW风力机组齿轮箱的动力学模型与仿真分析为了对750kW风力机组齿轮箱的运行状态和性能进行深入了解，我们需要基于可靠的动力学模型进行仿真分析。
具体来说，我们可以采用以下步骤实现：2.1. 几何建模和参数定义首先，需要对750kW风力机组齿轮箱进行几何建模和参数定义。
这包括齿轮箱的三维模型、材料参数、尺寸参数、接口参数等。
在定义材料参数时，需要考虑到其弹性模量、泊松比、密度等因素，以反映材料的物理特性。
在定义尺寸参数时，需要根据实际设计要求指定齿轮箱的各种尺寸参数和工作状态参数，如齿轮啮合度、轴向载荷、径向载荷等。
2.2. 运动学分析与求解完成几何建模和参数定义后，我们需要进行运动学分析和求解，以获得齿轮箱的运动状态和动力特征。
这包括运动学约束方程、位置、速度和加速度等参数的计算。
同时，为了更加准确地描述齿轮箱的运动状态，我们还可以考虑增加一些约束，如位移约束、角速度约束、加速度约束等。
矿井采煤机结构动态振动特性分析研究
矿井采煤机结构动态振动特性分析研究□ 吴成亮 晋能集团昊兴塬煤业有限公司 山西临汾 041200采煤机在切割煤炭的时候，不可避免的发生强烈的振动，强烈的振动不仅会影响采煤机的安全平稳性，还会损坏采煤机的截齿，均会对正常开采造成很大影响。
同时，强烈的振动也会产生较大的噪音，对矿井内一线作业人员的职业健康安全造成了威胁。
因此，通过ANSYS仿真软件对摇臂壳体和牵引壳部体在受到强大冲击力作用后的振动特性进行研究，通过实验数据得出对摇臂壳体和牵引壳部体减振、防振以及提高安全工作性能的依据。
1 采煤机组成及工作原理1.1 采煤机的组成通过对煤矿企业常用的MG2×70/325-BWD型采煤机进行研究，该类型采煤机为双滚筒式的采煤机结构，主要由截割部、牵引部、行走部和附属装置等部分组成。
MG2×70/325-BWD型采煤机割煤效率较高且对各类煤层的适应性较强，主要工作部件为滚筒，通过滚筒的高速旋转以螺旋叶片带动截齿对煤炭进行接触切割，不仅可以进行割煤工作，还可以完成落煤和装煤工作。
1.2 采煤机工作原理采煤机通过牵引部位的电机旋转带动带动轴转动，并且通过减速箱齿轮的配合比对旋转轴进行降速，使其满足能够应用于煤炭开采作业的切割转速。
采煤机将沿着预定的工作面进行移动，按照采煤工作面的开采程度进行转移。
同时，割煤电机带动采煤机前后两个滚筒进行割煤作业，前后两个可以调节的油缸之间进行密切配合。
当前臂遥感的调高油缸提升一定的角度之后将沿煤壁进行顶煤，而后摇臂的油缸将降低角度在底部割煤。
按照上述的工作原理，采煤机按照循环的模式在矿井工作面实现采煤、运输等一系列工作。
2 仿真模型的建立为了提高仿真结果的精确性，按照实际尺寸1:1的比例建立起三维模型。
通过Pro/E三维建模软件对MG2×70/325-BWD型采煤机的三维模型进行建立，分别建立起滚筒模型、齿轮模型、螺栓等标准件模型以及研究的两个重要对象——摇臂壳体、牵引部壳体的模型。
侵彻载荷下两种结构装药动态响应数值分析
第４１卷 第８期兵器装备工程学报２０２０年８ 月 收稿日期：２０１９－１１－２６；修回日期：２０１９－１２－１７作者简介：谷鸿平（１９８３—），男，硕士，高级工程师，主要从事战斗部设计与仿真研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｇｈｐ９１１＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。
【装备理论与装备技术】ｄｏｉ：１０．１１８０９／ｂｑｚｂｇｃｘｂ２０２０．０８．００９侵彻载荷下两种结构装药动态响应数值分析谷鸿平，张立建，畅 博，吕永柱，栗保华（西安近代化学研究所，西安 ７１００６５）摘要：为研究侵彻载荷条件下装药结构的动态响应特性，构建了整体式与分体式两种装药结构形式的侵彻战斗部模型。
采用ＬＳ ＤＹＮＡ软件，数值模拟了战斗部侵彻混凝土整体靶过程，对比分析了两种结构装药的动态力学响应特性差异。
结果表明：分体式装药结构减小了装药与壳体之间的间隙、接触压力、相对运动速度及摩擦功率密度的最大峰值，改善了装药受力环境。
关键词：侵彻；装药结构；动态响应；数值模拟；ＬＳ ＤＹＮＡ本文引用格式：谷鸿平，张立建，畅博，等．侵彻载荷下两种结构装药动态响应数值分析［Ｊ］．兵器装备工程学报，２０２０，４１（０８）：４１－４４，９６．Ｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ：ＧＵＨｏｎｇｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉｊｉａｎ，ＣＨＡＮＧＢｏ，ｅｔａｌ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＤｙｎａｍｉｃＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆＴｗｏＣｈａｒｇｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＳｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＬｏａｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒｄｎａｎｃｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，４１（０８）：４１－４４，９６．中图分类号：Ｏ３４１文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３０４（２０２０）０８－００４１－０４ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＤｙｎａｍｉｃＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆＴｗｏＣｈａｒｇｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＳｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎＬｏａｄＧＵＨｏｎｇｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉｊｉａｎ，ＣＨＡＮＧＢｏ，ＬＵＹｏｎｇｚｈｕ，ＬＩＢａｏｈｕａ（Ｘｉ’ａｎＭｏｄｅｒｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｒｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｗａｒｈｅａｄｍｏｄｅｌｓｏｆｉｎｔｅｇｒａｌａｎｄｓｐｌｉｔｃｈａｒｇｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．ＢｙｕｓｉｎｇＬＳ ＤＹＮＡｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｗａｒｈｅａｄｉｎｔｏｃｏｎｃｒｅｔｅｔａｒｇｅｔｗａｓｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｗｏｃｈａｒｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｐｌｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｓｏｆｃｌｅａｒａｎｃｅ，ｃｏｎｔａｃｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｒｅｌａｔｉｖｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｈａｒｇｅａｎｄｔｈｅｓｈｅｌｌ，ｔｈｅｎｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃｈａｒｇｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ；ｃｈａｒｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＬＳ ＤＹＮＡ 侵彻战斗部在攻击目标靶的过程中，其内部装药承受较强的冲击载荷，装药只有在预定深度爆炸，才能实现对目标最大程度的毁伤，因此，装药在侵彻过程中应保持安定，不发生早燃或早爆，其安定性是决定侵彻战斗部是否有效的关键因素［１］。
数控立式磨床关键部件结构设计及动态特性分析
Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ａ ｌ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｋｅ ｙ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｎｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ＣＮＣ Ｖｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｇｒ ｉ ｎｄｅ ｒ
ＭＩ Ｊ ｉ ｅ．Ｚ ＨＥ ＮＧ Ｘ ｉ ａ ｏ ．Ｃ ＨＥＮ Ｘｉ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｅ ｎ
键薄弱环节 。对磨床关键部件卧磨头支架和立柱进行 了有 限元分析 和计 算 ，利用方案 比较法进行 改进设计 ，提 出 了具体 的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结构改进措施 。同时 ，研究 了筋格尺寸对动态性能 的影响 。所得结论为磨床 进一步 的结 构优化设计 及动态性 能的改善提供
了依 据 。
关键词 ：立式磨床 ；动态特性 ；结构改进 中图分类号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ７ 文献标识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ １ —３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ３ ）１ ７— ０ ２ ４— ４
自２ ０世纪 ５ ０年代 后期 开始 ，高速加工 的理论研
究在世界范 围内兴起。 目前磨 削朝着 高速度磨 削 、超
床进行 动态 特 性 分析 ，进 一 步 改 进 关 键部 件 设 计 ， 对 提升 整机性 能 、研制 高精 度 磨床 装备 及关 键 共性
技术有 重要意 义 。
硬度磨削 、强力磨削以及 Ｃ Ｎ Ｃ数 控磨床 的方 向发展 ，
ｔ ｙ ．Ａ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｇ ｒ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｆ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｖ ｕ ｌ ｎ ｅ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｆｆ ａ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｇ ｉｎ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｈ ｅ ａ ｄ ｂ ｒ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｐ ａ ｔ ｒ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｍ— ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉｃ ｆ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ． Ｍｅ ａ ｎ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｒ ｉ ｂ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｆ ｕ ｔｈ ｒ ｅ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｖｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｎ ｄ ｅ ｒ ；Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ；Ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
冷轧机垂直系统动态特性分析
冷轧机垂直系统动态特性分析胡传奇;王志刚【摘要】通过对冷轧轧制过程的分析,建立了轧机的六自由度结构模型,在Bland-Ford-Hill轧制力模型的基础上,分析了张力波动和摩擦因数波动对轧制力的影响,推导出振动状态下含有阻尼因素的轧制力动态模型,并利用Newmark法对轧制界面的阻尼变化进行了仿真.结果表明,张力波动产生的负阻尼会降低垂直系统的稳定性,而轧制界面存在润滑状态时,摩擦因数波动产生的正阻尼会增强垂直系统的稳定性,系统的稳定性是由张力造成的负阻尼和摩擦因数造成的正rn阻尼两者共同作用来决定的.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】4页(P65-68)【关键词】冷轧;轧制力;张力;摩擦因数;阻尼【作者】胡传奇;王志刚【作者单位】武汉科技大学冶金装备及控制教育部重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学冶金装备及控制教育部重点实验室,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TH16;TG333轧机振动是在轧钢实际生产过程中经常出现的现象，而且振动形式多种多样，但主要分为轧机主传动系统的扭振和机座的垂直振动，随着对轧制产品要求的不断提高，解决轧机振动问题已成为当前的迫切需要。
轧机的垂直振动，不仅限制了轧制速度的提高，而且还对板带和轧机设备产生严重影响。
轧机垂直振动产生的原因有很多，其主要表现为轧机的自激振动。
这种自激振动的产生，通常是由轧制界面的动力学状态来决定的，轧制界面是板带和轧辊的接触界面，由于润滑状态的存在，使得辊缝界面的动力学状态变得相当复杂。
而轧制力是引起轧机垂振的主要因素，当轧制力发生波动时，会对垂直系统的刚度和阻尼产生影响。
因此，对冷轧机界面动力学的研究，一直是国内外的研究重点，并且也取得了一批有意义的研究成果。
文献[1]研究了轧制过程中的动力学模型，通过动力学模型和结构模型的结合来分析轧机的振动特性，但是对于轧制界面的摩擦特性处理比较简单。
三级齿轮减速箱动态特性分析与结构优化设计
性分析 ， 并提 出结构优化设计方案。 关键词 ： 三级齿轮减速 器； 态特性分析 ； 动 有限元 ； 结构优化设计
中 图分 类 号 ： Ｈ１ ２４ Ｔ ３ ．６ 文 献 标 识 码 ： Ａ
７ ７
Ｅｑ ｉ ｍｅ Ｍ ａ ｆｅｔｉ ｃ ｏｏ ｙ Ｎｏ． ２０１ ｕ ｐ ｎｔ ｎｕ ａ ｒｎｇＴｅ ｈｎ ｌｇ １， ０
从 模 态 分 析 可 以看 出 ， 机 系 统 主要 有 两个 振 动 源 ： 个 整 一
２ 系统 动态特 性分 析
２１ 模 态 分 析 ．
是齿轮箱体 的横向弯曲振 动， 另一个是输入轴的摆振。 第一个
轴 Ｉ
第二级齿 轮副
图 ２ 整 机 有 限 元 模 型
轴／ ／
ｌ
＞ 第三级 副 齿轮
｜ ＿
Ｍａｔ ｓ ａ是用 于机械传 动系 统设计 、 造 、 制 优化 的大型专用 软件 ， 对传动系统 进行动力 学分 析 、 可 振动控 制和结构优 化。
Ｐ ＯＥ、 Ｎ Ｙ Ｒ ／ Ａ Ｓ Ｓ和 Ｍａｔ 之 间 的数 据 交 换 如 图 ３所 示 【 ｓ ａ ＇ 】 。
导 人 Ｍ ｓ 环 境 中 ， 行 动 力 学 研 究 。图 ２所 示 为 Ｍａｔ 环 境 ａｔ ａ 进 ｓ ａ
下 的整 机 有 限 元 模 型 。
１ 有 限元建 模
本 文研究 的三级齿轮减 速箱结构示 意 图如 图 １ 所示 ， 主
参数如表 １ 示 。 所
人轴 第一级齿轮 副
Ａ０ ＝１２ …，， ， ， ／ 为第 ｇ 、 ） 级齿轮副的传 动误差 。
JJ170／41-K 型石油钻机井架结构动态响应分析
JJ170／41-K 型石油钻机井架结构动态响应分析杨萍;王思远;张永兴【摘要】结合 JJ170／41-K 型石油钻机井架的工程设计实例，基于 ANSYS 对JJ170／41-K 型井架结构进行模态分析和随机振动分析，得到井架的自振特性（固有频率和振型）和井架结构在地震激励作用下的随机振动响应，从而确定了井架结构的固有振动特性以及井架顶部在地震激励作用下的位移、加速度响应。
研究结果表明：JJ170／41-K 型井架的刚度满足要求，若井架失稳，主要失稳形式为整体失稳，并且在转盘最高转速下会产生共振，在地震激励作用下，井架在激励方向的振动响应尤为明显。
%Modal analysis and random vibration analysis of JJ170/41-K oil drilling frame can be done according the example of engineering design by using the finite element software ANSYS, self vibration characteristics (natural frequency and vibrating mode)and random vibration re-sponse of JJ170/41-K oil drilling derrick under the working of seismic excitations can be calculat-ed.Self vibration characteristics of derrick and the response of displacement and acceleration on the top of derrick under the working of seismic excitation are calculated.The study show that the rigidity of JJ170/41-K oil drilling derrick meet the demand,if derrick is instability,the mainly in-stability form is entirety instability and it can create resonance under the highest rotational speed of rotary table .Vibration response of derrick is obvious in the direction of excitation under the working of seismic excitation.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P57-60)【关键词】井架;模态分析;地震激励;随机振动响应【作者】杨萍;王思远;张永兴【作者单位】兰州理工大学机电工程学院，兰州 730050;兰州理工大学机电工程学院，兰州 730050;甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TE923在油田生产中，石油钻机井架作为钻井设备中的主要承载构件，它所承受的载荷形式复杂多变［1］。
用于系统动态电压稳定性分析的内电势运动方程建模方法及装备动态特性研究
用于系统动态电压稳定性分析的内电势运动方程建模方法及装备动态特性研究在保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化的驱动下,大量的可再生能源发电、高压直流输电以及电力电子负荷接入电力系统中。
我国电力系统正不可避免地面临着电力电子化的趋势。
电力电子装备在序贯控制下所体现的多时间尺度特性决定了系统动态电压稳定问题也可以分为转子转速、直流电压和交流电流控制时间尺度。
在电力电子化电力系统中,由于电力电子装备复杂的物理结构和控制系统以及局部不理想的电网条件,使得所面对的系统动态电压稳定问题变得异常严峻,国内外电网的实际运行中都曾出现过大量与电压动态稳定相关的事故发生。
对电力装备建立适用于系统动态电压稳定分析的模型并分析其系统行为的动态特性具有重要的现实意义和实践意义。
本文回顾了适用于系统动态电压稳定分析的装备模型建模和分析方法的研究现状,并总结了现阶段对于电力装备动态特性描述和分析的不足。
认为过去的建模工作普遍存在特殊化、数学化和结构化的特点,难于适应未来复杂系统的动态电压稳定研究。
因此,本文提出了幅相运动方程的概念,并利用内电势表示装备在系统运行中的状态,进而提出了基于幅相运动方程的电力装备的建模方法。
从本质上来讲就是将装备的动态特性用输入/输出不平衡无功/有功功率与内电势幅值/相位关系来表示。
这种建模方法从系统具体问题出发,是一种普适的物理化描述装备系统行为动态特性的方法。
基于幅相运动方程,本文分别给出了幅值和相位运动的物理化解释,并分析了装备内电势幅值-相位运动的机理及相关影响因素。
本文还简单探索了线路传输无功功率的特性对系统动态电压幅值稳定的影响。
在交流电流控制时间尺度,本文选择在静止坐标系对装备进行建模,并研究分析了系统动态电压稳定的影响因素。
具体内容分为以下几个方面:(1)介绍了电力电子装备序贯控制的特性,以及电力电子化电力系统动态电压稳定问题所具有的多时间尺度特性。
同时将动态电压稳定问题根据装备典型控制环路带宽及对应的储能元件大小分为:转子转速控制时间尺度、直流电压控制时间尺度和交流电流控制时间尺度。
分析装备动态稳定性的性能试验方法研究
分析装备动态稳定性的性能试验方法研究动态稳定性是装备设计与性能评估中的重要指标之一，对于各种装备的运行安全性和可靠性具有重要意义。
本文将就分析装备动态稳定性的性能试验方法进行研究，并探讨其在装备设计和性能评估中的应用。
一、简介装备动态稳定性是指装备在运行过程中对外力扰动的抵抗能力，即装备在受到各种外界因素干扰时的稳定性表现。
动态稳定性的好坏直接影响装备的正常运行和安全性能。
二、性能试验方法常用的分析装备动态稳定性的性能试验方法主要包括以下几种：1. 模态分析法：通过对装备进行模态分析，确定其固有频率、振型和阻尼等参数，从而判断装备在运行过程中的动态稳定性。
模态分析法适用于对装备结构的稳定性进行分析和评估。
2. 力学特性试验法：通过施加外力，测试装备在受力下的响应和变形情况，从而分析其动态稳定性。
力学特性试验法主要包括振动试验、冲击试验等，可以评估装备在受到各种外界载荷时的稳定性。
3. 系统辨识法：通过对装备运行数据进行采集和分析，建立数学模型，进而识别系统的动态特性和稳定性。
系统辨识法主要依赖于数学建模和信号处理技术，适用于复杂装备的动态稳定性分析。
4. 仿真模拟方法：通过建立装备的数学模型，借助计算机软件进行仿真模拟，模拟装备在不同工况下的动态响应和稳定性行为。
仿真模拟方法可以提供装备在不同条件下的性能预测和优化设计。
5. 综合试验法：将以上多种试验方法进行综合，通过实验数据的综合分析和比较，得出装备的动态稳定性评估结果。
综合试验法能够全面评估装备的动态稳定性，并提供更准确的性能评估结果。
三、应用分析装备动态稳定性的性能试验方法在装备设计和性能评估中具有重要应用价值。
首先，通过对装备的动态稳定性进行分析，可以优化装备的结构设计和材料选用。
对于存在动态稳定性问题的装备，可以通过改进装备的结构和材料来提高其动态稳定性，从而提升装备的安全性和可靠性。
其次，动态稳定性的性能试验方法可以用于装备的性能评估和验证。
某装备结构动态特性分析
１ 机枪 结构试 验模 态分 析
１ １ 模 态 测 试 系 统 ．
模态 测试 系统 基本 由以下几 部 分组成 ： 激励 部
分、 信号测量和数 据采 集部 分、 信号 分析和频 响函数
估计部分 ． 其测试系统 框图见 图 １ 所示．
法， 后者是利用试 验模 态分析 法 ， 随着 试验技 术 的发
展和测量仪器精度 的提高 ， 利用试验模态分析法得 到 的结果越来越受到重视 ， 并且常常作为验证有限元模
机
枪
型正确性的主要 依据 ， 以， 所 常采 用理论 分析 和试验
两种方法相结合建立模 型 ， 。 以获得 接近实 际 的结 果， 为进一步分析如结构修改设计及结构动力特性优 化设计提供 良好 的基 础． 本文 以某机枪 为例 ， 采用试
维普资讯
某装 备结构动态特性分析
住 至 霍 红 Ｌ
（ 中北 大 学 ， 原 太 ００５ ） ３０ １
摘
要： 利用试验模态分析法获得 了某机枪结构的模态参 数 ， 了机枪 的动态特性 ， 分析 并通
过基 于模态试验 的灵敏度分析方法 ， 获得 了影 响该机枪 动态特 性的敏 感部位 ， 为改善 机枪动态
由振型动画可以看 出： 在机枪的第一 阶和第二 阶 振动模态 中， 枪身产生较 明显 的振动而枪架体几 乎不 动； 在机枪 的第三 阶和第 四阶振 动模态 中 ， 枪身 和枪 架 同步振动． 从整体上讲 ， 枪身振动活跃 于枪架 振动 ， 而枪身 的振动 中枪管前 部即枪 口处和抵 肩的振 动尤 其剧烈 ， 主要 是 由于 两处 距 支撑 点 （ ２ 这 第 ５点 ） 较 远， 且其径 向尺 寸较 小 ， 刚性较 差 ， 而枪 架 的刚度 较
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技术篇 2007年 第十期 某装备结构动态特性分析霍 红(中北大学,太原 030051)摘 要:利用试验模态分析法获得了某机枪结构的模态参数,分析了机枪的动态特性,并通过基于模态试验的灵敏度分析方法,获得了影响该机枪动态特性的敏感部位,为改善机枪动态特性提供了依据.关键词:机枪;灵敏度分析;动态特性;分析中图分类号:TP302.7 文献标识码:A 文章编号:1005 8354(2007)10 0001 02Analysis on structural dyna m ic characteristicsfor certai n equi p m e ntHUO H ong(N orth U n i ve rs i ty o f Ch i na ,T a i yuan 030051,Chi na)Abstract :A ccor ding to modal analysism etho d,modal parametersw ere derived and structural dynam ic charac teristics were analyzed.U sing sensitivit y analysis of model test ,t he dyna m ic characteristics and sensitive p oints of a m achine gun were obt ained.These woul d be used to i m prove dyna m ic propert y of t hemachine gun.K ey words :machine gun;sensitivity analysis ;struct ural dyna m ic characteristics ;analysis收稿日期:2007 08 22作者简介:霍红(1968 ),女,实验师,研究方向:火炮、自动武器与弹药工程.0 引 言当今为提高自动武器的机动性,广泛采用弹性枪架,但随着重量的减轻,武器系统的振动加剧.而武器系统的振动又直接影响到射击精度,特别是弹丸出膛口时的横向位移、横向速度以及弹丸初始扰动等对武器射击精度影响尤其明显[1].为此,需掌握武器系统的固有特性,为分析和优化机枪的动力学特性提供依据,以提高其射击精度.而系统固有特性一般可由理论分析方法和试验方法获得,前者是利用有限元分析法,后者是利用试验模态分析法,随着试验技术的发展和测量仪器精度的提高,利用试验模态分析法得到的结果越来越受到重视,并且常常作为验证有限元模型正确性的主要依据,所以,常采用理论分析和试验两种方法相结合建立模型[1,2],以获得接近实际的结果,为进一步分析如结构修改设计及结构动力特性优化设计提供良好的基础.本文以某机枪为例,采用试验模态分析法识别机枪系统的模态参数和分析其动态特性,并在此基础上进行了灵敏度分析,获得机枪动力学特性对各参数变化的灵敏度,为机枪的动力学特性优化设计提供依据.1 机枪结构试验模态分析1.1 模态测试系统模态测试系统基本由以下几部分组成:激励部分、信号测量和数据采集部分、信号分析和频响函数估计部分[3].其测试系统框图见图1所示.图1 机枪模态试验系统框图1第十期 2007年 技术篇1.2 机枪试验模态分析试验模态分析通常包括:对结构进行激励、测量激励力和响应、估计频响函数、识别模态参数等几个步骤.机枪试验模态分析应用了CRA S 数据采集和模态分析软件系统,依次对各点采用脉冲锤击激励,在枪口(第26点)单点测量其加速度信号获取系统的传递函数并对之进行模态分析及参数识别.为了保证振型能全面反映系统的低频振动特性,把测量点选择在枪身口部,激励点在枪身上设置了11个特征点,在枪架上设置了24个特征点,总共有35个激励点,每点计x 、y 两个方向的自由度,激励点和测量点的具体布置见图2所示.图2 试验点布置图为了保证测试精度,在试验中注意并解决了以下问题:(1)支承方式:采用地面支承使试验时边界条件接近于实际情况;(2)结点的布置:遵循先简后繁的原则,使结点布置合理;(3)激振点的选择:激振点要避开振动节点和使激振方便易行;4)传感器的定位与安装;(5)各仪器设备共地问题.2 试验结果2.1 机枪结构的固有特性经试验模态分析及参数识别得到机枪系统的前四阶固有频率及其对应的振型,如表1所示.表1 机枪固有频率及振型阶序频率(H z)振型(模态形状)113.76枪身相对枪架横向扭振216.27枪身相对枪架上下摆动和弯曲振动318.24枪身相对枪架横向摆振421.14枪身上下振动,架杆上下弯曲振动由振型动画可以看出:在机枪的第一阶和第二阶振动模态中,枪身产生较明显的振动而枪架体几乎不动;在机枪的第三阶和第四阶振动模态中,枪身和枪架同步振动.从整体上讲,枪身振动活跃于枪架振动,而枪身的振动中枪管前部即枪口处和抵肩的振动尤其剧烈,这主要是由于两处距支撑点(第25点)较远,且其径向尺寸较小,刚性较差,而枪架的刚度较大.2.2 灵敏度分析灵敏度分析是基于机枪试验模态分析所得的固有频率,利用CRA S 数据采集分析系统的频率灵敏度分析功能计算频率对质量和对刚度的灵敏度.文中分别计算出了前四阶固有频率(13.76H z 、16.27H z 、18.24H z 、21.14H z)对质量和刚度的灵敏度,如表2和表3所示.经分析得到:1)前三阶固有频率对质量修改的敏感点大部分位于枪身,而第四阶固有频率对质量修改的敏感点分布在枪管后端和枪架的上端.2)第一、二阶固有频率对刚度变化的敏感点位于枪身,第三阶固有频率对刚度变化的敏感点位于枪管前端与两后架杆之间,第四阶固有频率对刚度变化的敏感点位于枪身中部与枪架下端之间.表2 固有频率对质量的灵敏度单位:H z /kg 频率13.76H z16.27H z18.24H z 21.14H z序号结点灵敏度结点灵敏度结点灵敏度结点灵敏度126-4.7334-7.0326-6.3732-45.2235-3.2335-6.7527-4.4131-38.3327-2.9625-0.76828-3.6825-37.0428-2.1924-0.55529-2.8717-36.5534-1.9430-0.50531-1.828-34.2(下转第29页)2行业的需求.2.3.4 SG I工作站本系统开发的硬件平台是基于UN I X操作系统的SG I Oynx2超级图形工作站,PC机主要用于辅助建模及纹理处理.3 结论及展望本文对基于虚拟现实技术的虚拟机舱漫游系统的设计、实现进行了研究,总结了漫游系统的开发方法和技术路线,并在SG I工作站实现了一个场景较为复杂的机舱实时漫游系统.本项目的开发与应用研究涉及到多门学科的交叉,对虚拟现实技术的开发与应用研究项目的实施,可以从不同的方向培养我院的教师,诸如计算机技术,仿真技术,自动控制技术,计算机图形学等等,参加这项研究可形成一个以我院的教授为学科带头人,多名博士硕士研究生及青年教师参与的科研梯队,对于学科建设及今后科学研究的开展具有深远的意义.参考文献:[1]李 实.基于虚拟现实的船舶轮机仿真训练系统[J].系统仿真学报,2000,(3):193 196.[2] 陈正鸣,吴玉光.虚拟现实在CAD/C AM中的应用[J].计算机工程,1999,25,(7):3 5.[3] 彭群生,鲍虎军,金小刚.计算机真实感图形的算法基础[M].北京:科学出版社,1999.[4] 汪成为,高 仁,王行仁.灵幻(虚拟现实)技术的理论、实现及应用[M].北京:清华大学出版社,1996. [5] 刘鹏远.虚拟现实技术在武器操纵训练中的应用[J].系统仿真学报,2001,(11):369 373.[6] 周 瑜,谭家华.基于仿真的船舶设计方法[J].造船技术,2000,(2):33 36.[7] 郭 晨.基于虚拟现实技术的船舶轮机仿真系统技术研究报告[R].大连海事大学航海动态仿真与控制,交通部重点实验室,2001.(上接第2页)表3 固有频率对刚度的灵敏度 单位:H z/(N/m)频率13.76H z16.27H z18.24H z21.14H z 序号结点灵敏度结点灵敏度结点灵敏度结点灵敏度126,352.11e-330,341.08e-310,264.65e-418,322.88e-3 226,341.71e-330,341.05e-314,264.62e-41,322.83e-3 327,351.65e-326,348.77e-45,264.61e-410,322.70e-3 428,351.44e-326,358.48e-46,264.57e-418,312.47e-3 527,341.30e-327,348.39e-411,264.56e-418,252.39e-3根据动态特性的灵敏度分析结果,发现在枪口(第26点)和枪架的上端(第9点)所对应的结点处作质量修改及改变前架杆的刚度,对机枪结构的固有特性影响较明显,且能较快地满足预期的动态特性要求.3 结 论对机枪系统进行试验模态分析,获得了其固有频率及其振动特性,利用试验模态分析结果进行了固有频率对质量和对刚度的灵敏度分析,获得了机枪动力学特性对各参数变化的敏感部位,为机枪结构动态特性修改提供了依据.参考文献:[1]戴成勋,靳天佑,朵英贤.自动武器设计新编[M].北京:国防工业出版社,1990.[2]顾松年.结构动力修改的发展与现状[J].机械强度,1991,(3):1~9.[3]傅志方.振动模态分析与参数识别[M].北京:机械工业出版社,1990.29技术篇 2007年 第十期。