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《應用HyperWorks的高速旋轉(zhuǎn)支撐架模態(tài)及應力分析.pdf》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、2011年第2期現(xiàn)代制造工程(ModemManufacturingEngineering)CAD／CAE／CAPP／CAM應用HyperWorks的高速旋轉(zhuǎn)支撐架模態(tài)及應力分析周愛國，陸亮，陸敏恂，王聞莉(同濟大學機械學院，上海201804)摘要：基于Hypei-Works平臺對已建立的某新型位標器的高速旋轉(zhuǎn)支撐架模型進行了模態(tài)與應力分析，通過模態(tài)分析得到該高速旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的固有頻率與臨界轉(zhuǎn)速，確保該旋轉(zhuǎn)支撐架的轉(zhuǎn)速遠離其臨界轉(zhuǎn)速，避免共振的產(chǎn)生；通過對高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下支撐架結(jié)構(gòu)的應力分析，得到其變形及應力分布情況，從而有效地預測機械結(jié)構(gòu)疲勞破壞，同時為進一步優(yōu)化該結(jié)構(gòu)提供
2、了設計依據(jù)。關鍵詞：旋轉(zhuǎn)支撐架；有限元；模態(tài)分析；應力分析中圖分類號：’rHl22文獻標志碼：A文章編號：1671_3133(2011)02----0076--05ModelandstressanalysisofsupportbracketwithhighspeedbasedonHyperW0rI【sZHOUAi—guo，LULiang，LUMin—xun，WANGWen—li(CollegeofMechanicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：BasedonHyperWorkst
3、hemodelandstressanalysishasbeendoneforthehigh-speedrotarysupportfralneofanewtypeseeker，naturalfrequencyandcriticalspeedofthesupportframeCallbegotfromtheanalysis，make$urethespeedofthesupportf／-alllefarawayfromthecfifieMspeed，avoidresollancehappen．BasedOnthestressanalysisofthesupportframe
4、onhishspeedsmtus，thedeformationandstressdistributionCarlbegot，80thatthefatiguefml哪eofmechanismCanbepredictedeffective-ly，meanwhileitprovidesthed∞ignconsiderationforoptimizingthestructure．，Keywords：rotationsupportframe；finiteelement；modalanalysis；stressanalysis0引言高速旋轉(zhuǎn)支撐架是某新型位標器反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，位
5、標器通過主反射鏡和次反射鏡探測跟蹤目標信號，工作時該結(jié)構(gòu)支撐反射鏡隨陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，在這種情況下支撐架的結(jié)構(gòu)非常重要，它是跟蹤精度能否達到要求的重要保證，因此高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下支撐架的振動、疲勞變形等特性分析尤為重要。通過有限元的分析方法對該支撐結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，得到其各階固有頻率及變形情況，從而保證其轉(zhuǎn)速遠離臨界轉(zhuǎn)速，避免共振的產(chǎn)生；通過對高速轉(zhuǎn)動狀態(tài)下支撐架的應力分析，得到其變形及應力分布狀況，從而有效地判斷出該結(jié)構(gòu)尺寸是否合理，為進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)提供理論基礎。AltairHyperWorks是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級CAE平臺，它集成設計和分析所需各種工具，具有高76
6、度的開放性、靈活性和友好的用戶界面，具有5大類解決方案，共有18大模塊，滿足CAE技術發(fā)展的未來趨勢。Hypermesh作為杰出的前、后處理平臺，擁有全面的CAD與CAE求解器接口、強大的幾何清理與網(wǎng)格劃分能力，能夠高效地建立和處理各種復雜的有限元模型。1模態(tài)分析理論基礎模態(tài)分析u1是研究結(jié)構(gòu)動力特性的一種近代方法，是系統(tǒng)辨識方法在工程振動領域中的應用。對于n自由度線性定常系統(tǒng)，設其質(zhì)量、剛度和阻尼矩陣分別為[m]、[k]和[C]；激勵矢量和位移響應矢量分別為啪、[菇]，則其運動微分方程為：[m][菇]+[c][主]+[k][戈]=[f3???????????????
7、?(1)該方程是一組耦合的物理坐標方程，模態(tài)分析的周愛國，等：應用HyperWorks的高速旋轉(zhuǎn)支撐架模態(tài)及應力分析2011年第2期任務就是對上述耦合方程進行解耦，通過模態(tài)坐標代替物理坐標將該方程變成非耦合、獨立的微分方程，從而求出各階模態(tài)參數(shù)。對式(1)兩邊進行拉氏變換得：(s217"1,+sc+k)戈(s)=八s)????????(2)對于線性不變系統(tǒng)，令s=如，則：(一∞2m+_i∽+k)z(∞)=，(∞)?????(3)由振動理論可知，線性時系統(tǒng)的任一點響應均可表示為各階模態(tài)響應的線性組合，對于點P的位移響應髫。(∞)為：％(∞)=％，q。(
