手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
本文基于對沖擊試驗臺臺面的固有頻率及動力強度的有限元分析，擬通過建立起臺面的有限元模型，運用模態實驗和有限元計算，識別出臺面的振型、固有頻率，為沖擊試驗臺臺面基于有限元模擬設計提供一定的依據。
首先，對已有臺面樣機進行了試驗模態測量，分析其結構的動態特性，為進一步改進提供依據。緩沖墊提供脈寬為6 ms到20 ms的半正弦沖擊力，沖擊速度為3.5 m/s，提供的加速度從5 g到100 g不等。脈沖力含有不同的頻率成分，因此需要對臺面進行模態分析，檢驗臺面和脈沖力的頻率成分，如果頻率耦合程度強，則需要修正臺面結構設計。
對本沖擊試驗系統而言，最惡劣的環境條件為D=6 ms。當D=6 ms時，要保證工作臺面產生的波形不失真，工作臺面的固有周期應小于0.0006 s，工作臺面的固有頻率應大于1 667 Hz。要保證波形失真小于10%，工作臺面的固有周期應小于0.0027 s，工作臺面的固有頻率應大于370 Hz。實際應用中，要保證工作臺面的固有頻率大于1667 Hz是十分困難的，因此只要保證工作臺面的固有頻率大于370 Hz，在工程應用中可以滿足需求。臺面受到沖擊時，近似自由邊界條件，因此計算時采用自由邊界條件。
臺面結構主要由上下平板和橫縱肋板構成，結構復雜，按照設計圖紙，采用Pro/E準確建立模型后，導入有限元通用計算軟件ANSYS進行計算。
結構網格模型及坐標，單元選用solid45，共劃分成20306個節點，83521個單元。圖1為臺面有限元模型。
脈寬為6 ms的沖擊激勵包括的主要頻率成分都遠離臺面的固有頻率成分，滿足沖擊試驗要求。這對進行瞬態動力響應求解，動強度校核也是有利的，說明結構設計是比較合理的。臺面的一階固有頻率為442.39 Hz，遠大于保證波形失真小于10%的臺面最小頻率370 Hz，可滿足波形失真要求。
臺面承受沖擊響應，主要進行動強度校核。但靜強度分析對動強度分析也具有參考作用。動強度校核按最不利設計要求的100個重力加速度，最大負載3噸作用下校核。動強度校核方法，結構自重1噸，負載通過螺釘與臺面連接，在短暫的碰撞過程中，認為負載通過螺釘對臺面的沖擊為最危險情況，緩沖器近似認為臺面的約束條件，進行瞬態動力學分析。
靜強度分析
縱邊方向導桿約束，3噸負載作用在臺面中心時強度校核，按四個螺釘、四個集中力處理從表2看出，在非沖擊狀態下，應力值遠遠小于許用應力值175 Mp(2)動強度校核臺面結構有許多肋板加強結構承載能力，在相同負載情況下，螺釘布置應均勻分布，充分利用肋板的加強作用，這樣能夠承受更大的沖擊載荷。碰撞過程中，負載臺面接觸位置，面積的大小直接確定著瞬態分析過程中載荷施加的方式與大小，對結構強度校核具有重要意義。沖擊力大小可近似按有效接觸面積均布。沖擊過程的脈沖力時程曲線按脈寬為6 ms的半正弦波如圖描述，沖擊力幅值按負載獲得100 g加速度的慣性力施加。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.huiz8.com，轉載請注明出處和相關鏈接！