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请教蓝博士组合件模态分析

请教蓝博士组合件模态分析

请教蓝博士:在进行发动机组合件模态分析的时候如何处理零件之间的接触问题,是直接把他们用公共面连接起来吗?有没有其它的办法,还有直接用公共面连接各零件造成的误差会有多大?谢谢指教!

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部件间装配后的模态特征值计算取决与组合部件装配后接触面的工作状态,以及连接区域的刚度。一般通过螺栓装配,且两者之间连接区域没有较大阻尼材料的话,组合模态应该可以表示装配后结构的模态特性,当然你可以作一些组合部件的试验模态,然后对有限元计算的结果进行标定。
另外,有高校的科研人员提出采用虚拟材料的方式来近似的表示两部件连接区域的刚度特性,如缸体缸盖一体化模态分析,可将两者之间的材料定义为一种虚拟材料,调整其弹性模量和密度,使组合模态的特征值与振型与试验相符。
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  • DrLan 技术积分 +1 赞同 2007-11-12 21:39

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我认为:
1、两个大刚度件的连接可以直接在在螺栓处用RBE2,可以关注全局模态的状况
2、一个尺寸大且刚度高的部件,与一个尺寸小且刚度小的部件,也可以用RBE2,观察全局模态,有些局部模态也可以
3、一个尺寸小且刚度高的部件,与一个尺寸大且刚度小的部件,一般可将尺寸小且刚度高的部门作为质点处理,当然也可以用RBE2连接,观察全局模态和局部模态
麻烦的是:
4、两个尺寸大且刚度小的部件,如果螺栓出用RBE2,则一般仅观察全局模态。或利用郭博士说的方法,试验校对。
另外补充一句,如果条件许可,试验来校对模态总是最好的。

[ 本帖最后由 DrLan 于 2007-11-12 21:56 编辑 ]

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谢谢郭博士、蓝博士的解答!
我们为了验证组合件模态计算,做了几个模态试验,是将几个板用螺栓连接起来,在高阶的时候误差较小,低阶时误差较大,而且有的明显感觉有问题
下面是我们的结果数据:其中第5阶的结果出奇的差,不清楚到底是试验的问题还是计算的问题,还请两位高手再指点一二,谢谢!
阶次        试验        计算        误差(%)
1        8.57        7.2589        15.29
2        21.09        17.956        14.86
3        22.46        19.964        11.11
4        40.14        39.066        2.67
5        44.39        57.694        29.97
6        69.88        64.614        7.53
7        73.64        78.444        6.52
8        97.16        96.234        0.95
9        105.63        113.3        7.26
10        128.98        124.57        3.41
11        135.95        126.66        6.83
12        142.93        138.14        3.35
13        151.1        145.49        3.71
14        164.12        153.84        6.26
15        165.73        177.9        7.34
16        186.56        181.49        2.71
17        196.02        182.24        7.02

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忘了补充,振型动画是完全吻合的,就是固有频率相差较大,因为我对试验原理也不了解,所以我也不知道试验到底存在多少误差的问题。

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试验模态中有些环节是需要注意的,比如你用部件是板,从你的计算和试验结果上看,低阶的频率很低,那么试验中传感器的附加质量造成的误差会较大;另外,传感器布置的位置应尽量避免在结构振型的结线上,激励的位置应选择在结构刚度较大的部位,以便激起分析频段内较多阶的模态。

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其实你的计算和试验吻合得相当不错的。
关键问题是:你到底关心那个频段?
如果你关心70Hz以上,则可以直接使用你的模型的。
如果你关心的是前3阶模态,不防可以将弹性模量略微调高。
产生计算误差的原因有许多,其中最主要的是结构本身的非线性因素的影响,也有结构阻尼的影响。不过总可以用变通的方法来处理。
我一般相信模态试验是相当精确的,特别是试验模态频率。

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非常感谢蓝博士、郭博士的热心解答,现在心里有些底了!

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