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《桁架結構的靜動態(tài)特性有限元分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com2008年8月宇航計測技術Aug．，2008第28卷第4期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVo1．28．No．4文章編號：1000—7202(2008)04—0023—04中圖分類號：TB121文獻標識碼：A桁架結構的靜動態(tài)特性有限元分析王春喜何緒龍馮偉利崔桂利劉勇(北京航天計量測試技術研究所，北京100076)摘要通過對桁架結構的靜、動態(tài)分析，探討如何建立桁架的有限元模型及計算方法，并利用MSC．Pat—ran／Nastran程序?qū)υ摻Y構進行靜、動態(tài)分析計算，計算結果與實際情況吻合。
2、關鍵詞桁架構架靜態(tài)特性動態(tài)特性有限元法FiniteElementAnalysisofStaticandDynamicCharacteristicf0rTrussFrameWANGChun--xiHEXu--longFENGWei·liCUIGui--liLIUYong(BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurement，Beijing100076)AbstractThroughafiniteelementanalysisofstaticanddynamiccharacteristicsforatrussframe，howtocreat
3、efiniteelementmodelandcalculationmethodfortrussframeiSdiscussed．ThenuseMSC．Patrarr／Nastranthetrussframeisanalyzedandthecalculationresultsaregoodlycoincidentwiththeex—perimentalresults．KeywordsTrussFrameStaticcharacteristicDynamiccharacteristicFiniteelementmethod1引言本文來源于穩(wěn)定平臺測試試驗臺架項目。穩(wěn)定平臺測試試驗臺架是我所
4、設計的模擬自動垂直鉆井系統(tǒng)穩(wěn)定平臺井下工作狀況的地面專用測試設備。該設備可以模擬在不同工況下，電動機帶動鉆鋌和渦輪以指定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，實時監(jiān)測鉆鋌的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、蝸輪的輸出扭矩以及臺架傾角等參數(shù)并通過計算機輸出。如圖1所示，試驗臺架主體是由鋁型材焊接而成的桁架結構，被測穩(wěn)定平臺、驅(qū)動電機、負載電機以及測量元件等均安裝在桁架之上，桁架的靜、動態(tài)圖1穩(wěn)定平臺測試試驗臺架設計模型收稿日期：2007—10—30；修回日期：2008—02—21作者簡介：王春喜(1980一)，男，工程師，研究方向：機械結構設計。維普資訊http://www.cqvip.com宇航計測技術性能直接關系到整個測試設備的運行
5、和測量準確2．1．2載荷度，其強度、剛度和穩(wěn)定性設計計算的準確性是十分桁架的受力主要是安裝在其上的設備重力，同重要的。同時，在運行過程中，由于鉆鋌和蝸輪的旋時桁架的自重也需要考慮進去，分為兩種典型工況，轉(zhuǎn)，整體系統(tǒng)始終處于動態(tài)載荷作用之下，動態(tài)載荷即水平狀態(tài)和豎直狀態(tài)?？紤]到設備安裝的實際情通過各部件的銜接傳遞到系統(tǒng)的各個部位，從而引況，將這些載荷換算成桁架兩端承受壓力和集中力，起整體及局部的動態(tài)響應。因此，為了設計出運行具體如表2所示。穩(wěn)定、安全、可靠的桁架，必須分析計算桁架的靜、動表2桁架載荷工況表態(tài)特性。本文從滿足工程實際應用出發(fā)，利用大型典型工況負載1負載2負載3有限元分析軟件
6、MSC．Patran／Nastran完成了該桁架18783Pa3675Pa11025Pa1(桁架水平)(結構的建模和靜、動態(tài)特性的分析計算。一Y向)(一Y向)(一Y向)2254N220N1764N2有限元分析計算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約束實體建模應盡可能地反映結構的實際形狀，并本文只對桁架進行分析，不考慮擺動機構及地能作合理的簡化，以建立符合結構真實力學性質(zhì)的基的受力情況，故將桁架與擺動機構的連接看成固有限元模型。本文所分析的桁架，由于被測穩(wěn)定平定支承。在進行靜、動態(tài)分析時，將該處節(jié)點的6個臺內(nèi)的磁通門要求其附近不
7、能有導磁介質(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，主考慮結構及其受載特點，對模型進行合理的網(wǎng)梁和加強筋之間通過焊接方式連接。由于受到動態(tài)格劃分，共生成了249個節(jié)點和319個單元。載荷等多種因素的影響，外載荷產(chǎn)生的彎矩對桿的2．2線性靜力分析本文中桁架在設計載荷的作用下，結構的實際變形和應力有較大影響。顯然，用空問桁架結構來變形很小，其基本結構關系可以看成是線性的而不建立有限元模型更符合實際情況。建模時不必建立致有
