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《桁架結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)特性有限元分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、維普資訊http://www.cqvip.com2008年8月宇航計(jì)測(cè)技術(shù)Aug．，2008第28卷第4期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVo1．28．No．4文章編號(hào)：1000—7202(2008)04—0023—04中圖分類號(hào)：TB121文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A桁架結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)特性有限元分析王春喜何緒龍馮偉利崔桂利劉勇(北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所，北京100076)摘要通過(guò)對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)分析，探討如何建立桁架的有限元模型及計(jì)算方法，并利用MSC．Pat—ran／Nastran程序?qū)υ摻Y(jié)構(gòu)進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況吻合。
2、關(guān)鍵詞桁架構(gòu)架靜態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性有限元法FiniteElementAnalysisofStaticandDynamicCharacteristicf0rTrussFrameWANGChun--xiHEXu--longFENGWei·liCUIGui--liLIUYong(BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurement，Beijing100076)AbstractThroughafiniteelementanalysisofstaticanddynamiccharacteristicsforatrussframe，howtocreat
3、efiniteelementmodelandcalculationmethodfortrussframeiSdiscussed．ThenuseMSC．Patrarr／Nastranthetrussframeisanalyzedandthecalculationresultsaregoodlycoincidentwiththeex—perimentalresults．KeywordsTrussFrameStaticcharacteristicDynamiccharacteristicFiniteelementmethod1引言本文來(lái)源于穩(wěn)定平臺(tái)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)架項(xiàng)目。穩(wěn)定平臺(tái)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)架是我所
4、設(shè)計(jì)的模擬自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)穩(wěn)定平臺(tái)井下工作狀況的地面專用測(cè)試設(shè)備。該設(shè)備可以模擬在不同工況下，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉆鋌和渦輪以指定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆鋌的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、蝸輪的輸出扭矩以及臺(tái)架傾角等參數(shù)并通過(guò)計(jì)算機(jī)輸出。如圖1所示，試驗(yàn)臺(tái)架主體是由鋁型材焊接而成的桁架結(jié)構(gòu)，被測(cè)穩(wěn)定平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、負(fù)載電機(jī)以及測(cè)量元件等均安裝在桁架之上，桁架的靜、動(dòng)態(tài)圖1穩(wěn)定平臺(tái)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)模型收稿日期：2007—10—30；修回日期：2008—02—21作者簡(jiǎn)介：王春喜(1980一)，男，工程師，研究方向：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。維普資訊http://www.cqvip.com宇航計(jì)測(cè)技術(shù)性能直接關(guān)系到整個(gè)測(cè)試設(shè)備的運(yùn)行
5、和測(cè)量準(zhǔn)確2．1．2載荷度，其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性是十分桁架的受力主要是安裝在其上的設(shè)備重力，同重要的。同時(shí)，在運(yùn)行過(guò)程中，由于鉆鋌和蝸輪的旋時(shí)桁架的自重也需要考慮進(jìn)去，分為兩種典型工況，轉(zhuǎn)，整體系統(tǒng)始終處于動(dòng)態(tài)載荷作用之下，動(dòng)態(tài)載荷即水平狀態(tài)和豎直狀態(tài)?？紤]到設(shè)備安裝的實(shí)際情通過(guò)各部件的銜接傳遞到系統(tǒng)的各個(gè)部位，從而引況，將這些載荷換算成桁架兩端承受壓力和集中力，起整體及局部的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。因此，為了設(shè)計(jì)出運(yùn)行具體如表2所示。穩(wěn)定、安全、可靠的桁架，必須分析計(jì)算桁架的靜、動(dòng)表2桁架載荷工況表態(tài)特性。本文從滿足工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，利用大型典型工況負(fù)載1負(fù)載2負(fù)載3有限元分析軟件
6、MSC．Patran／Nastran完成了該桁架18783Pa3675Pa11025Pa1(桁架水平)(結(jié)構(gòu)的建模和靜、動(dòng)態(tài)特性的分析計(jì)算。一Y向)(一Y向)(一Y向)2254N220N1764N2有限元分析計(jì)算2(桁架豎直)(一X向)(一X向)(一X向)2．1有限元模型的建立2．1．1單元類型2．1．3約束實(shí)體建模應(yīng)盡可能地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際形狀，并本文只對(duì)桁架進(jìn)行分析，不考慮擺動(dòng)機(jī)構(gòu)及地能作合理的簡(jiǎn)化，以建立符合結(jié)構(gòu)真實(shí)力學(xué)性質(zhì)的基的受力情況，故將桁架與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接看成固有限元模型。本文所分析的桁架，由于被測(cè)穩(wěn)定平定支承。在進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)分析時(shí)，將該處節(jié)點(diǎn)的6個(gè)臺(tái)內(nèi)的磁通門要求其附近不
7、能有導(dǎo)磁介質(zhì)，所以各自由度全部約束。主要部件采用的材料均為2A12的角鋁和鋁板，主考慮結(jié)構(gòu)及其受載特點(diǎn)，對(duì)模型進(jìn)行合理的網(wǎng)梁和加強(qiáng)筋之間通過(guò)焊接方式連接。由于受到動(dòng)態(tài)格劃分，共生成了249個(gè)節(jié)點(diǎn)和319個(gè)單元。載荷等多種因素的影響，外載荷產(chǎn)生的彎矩對(duì)桿的2．2線性靜力分析本文中桁架在設(shè)計(jì)載荷的作用下，結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形和應(yīng)力有較大影響。顯然，用空問(wèn)桁架結(jié)構(gòu)來(lái)變形很小，其基本結(jié)構(gòu)關(guān)系可以看成是線性的而不建立有限元模型更符合實(shí)際情況。建模時(shí)不必建立致有
