激振器的骨架线圈结构特性研究

首届江苏省固体力学专业委员会学术年会连云港２００５９

到一个综合性的实体。Ｐａｔｒａｎ中的网格生成器共有３个：ＩｓｏＭｅｓｈ、Ｐａｖｅｒ、ＴｅｔＭｅｓｈ。骨架一线圈结构的几何模型是复杂实体几何，所以采用ＴｅｔＭｅｓｈ网格生成器进行网格划分；采用四面体单元（Ｔｅｔ）为单元形状，拓扑类型为Ｔｅｔ４；采用”ＧｌｏｂａｌＥｄｇｅＬｅｎｇｔｈ”控制网格的疏密，取ＧｌｏｂａｌＥｄｇｅＬｅｎｇｔｈ的值为０．００８。骨架一线圈结构的结构尺寸和有限元模型如（图３ａ）所示。

３）．载荷与边界条件

由于是对结构进行正则模态分析，所以不给结构施加载荷。又由于激振器的支撑弹簧板轴向弹性系数与骨架一线圈结构的弹性模量相比是一个很小的量，因而在计算骨架一线圈结构弹性固有频率时，可以认为骨架一线圈结构是沿轴向自由一自由的。

４）、材料与物理特性

骨架一线圈结构采用铝合金和漆包线，材料参数如（表１）所示。

表ｌ材料参数

弹性模量密度

名称（Ｎ／Ⅲ２１泊松比（堙肺’）

ＬｙＣＺｌ２７．０×１０１０Ｏ．３１２．７８×１０’

漆包线１．０８×１０１１Ｏ．３３８．４×１０’

从而通过选择不同的组，赋给结构不同的｛豸料特性。

５）．分析结果

经过建模分析得到骨架一线圈结构的第一阶弹性固有频率为４８５０胁，相应的振型如（图３ｂ）所示。从振型图可以看到，线圈部分的变形十分明显，相应的骨架部分的变形很微弱，从而可知产生这一阶模态的主导因幕是线圈部分。因此，增大线圈部分的剐度・可以显著的提高骨架一线圈结构的第～阶弹性固有频率；同时对称分布的减轻孔明显的减轻了骨架一线圈结构的质量，增大了激振器的激振力，且对骨架哦圈结构的第一阶弹性固有频率的影响不大．

图３骨架一线圈结构的有限元模型和第一阶振型

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３．３可动系统有限元特性

另外可动系统包含有顶杆，给骨架一线圈结构装配上项杆，进行建模仿真，得到可动系统的前三阶固有频率分别为１１６０Ｈｚ、３９８０Ｈｚ和４８５０Ｈｚ．对应的前三阶振型如（图４）所示．比较（图３ｂ）和（图４ｃ）。可以看出两者的变形是一样的。

图４可动系统的第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型

４．模态试验

激振器骨架一线圈结构动态特性有限元模型的建立是为了模拟实际的激振器的骨架一线圈结构的动力学特性，该模型的合理、准确与否要由试验来验证，然后才能利用该模型来进行动态优化，动态响应分析。同时，实验结果可以用来对理论模型进行修改，使模型更能准确地反映出激振器骨架一线圈结构的动态特性。下面是对ＷＨＥＶ一２００型激振器骨架一线圈结构的模态试验过程。

测试系统如（图５）所示，包括：加速度传感器、力锤、骨架一线圈结构、Ｈｐ３５６７０动态信号分析仪等。

图５测试系统的流程框图

测量时采用力锤锤击法，骨架一线圊结构处于自由状态。所得频响函数曲线和相干函数曲线如（图６）所示。由频响函数可知骨架一线圈结构的第一阶弹性固有频率为４８４８月２．与之对应的相干函数值为０．８９１２１２。

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