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《基于ANSYS的熱鋸機鋸片有限元模態(tài)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、基于ANSYS的熱鋸機鋸片有限元模態(tài)分析口孫寶強口王璐安徽工業(yè)大學機械工程學院安徽馬鞍山243002摘要:針對熱鋸機鋸片在鋸切加工過程中出現(xiàn)的振動問題,利用有限元軟件ANSYS對不同夾盤大小的鋸片進行了模態(tài)分析,得到了各自低階固有振動頻率及主振型圖并進行對比。結果表明:前12階擴展模態(tài)分布具有一定的規(guī)律性,在初始3階模態(tài)狀態(tài)時頻率波動較小,從第4階模態(tài)以后分布波動較大;適當增大夾盤直徑,可以使鋸片各階固有頻率都有所增加,從而整體上加大了鋸片的剛度,有利于減少鋸片軸向偏擺量,進而減小鋸槽寬度,節(jié)省材料。關鍵詞:鋸片有限元模
2、態(tài)分析中圖分類號:TH113.1;TG333文獻標識碼:A文章編號:1000—4998(2009)06—0005—03Abstract:Tosolvethevibrationproblemofthesawbladeofthehotsawmillarisinginthemaehiningprocess,themodalanaly—sisofthesawbladeintheclampsofdifferentsizesiscarriedourwiththehelpofFEManalysissoftwareANSYSSOasto
3、obtainthein—trinsicfrequenciesandvibrationmodesforcomparison.Theresultindicatesthatthereiscertainregularityinthedistributionoftheflint12expandedmodestages.Thefrequenciesfluctuateslightlyinthefirst3modestagesandthereisagreaterfluctuationfromthe4thmodestage.Ifthecl
4、ampdiameterisincreasedappropriately,theintrinsicfrequenciesatallthestageswillincrease,thusim—provingthestiffnessofthesawbladeonthewholeandreducingtheaxialrunout.Asaresult,thesawslotwidthisdecreasedSOastosavemoremateria1.KeyWords:SawBladeFiniteElementModeAnalysis鋸
5、機是軋鋼車間用得最多的鋸切機械,其主要形數(shù),例如系統(tǒng)的固有頻率和振型、模態(tài)質(zhì)量或模態(tài)剛度式為圓盤鋸,即鋸機裝有高速旋轉的圓鋸片,通過鋸機等。一個具有N個自由度的線性振動系統(tǒng),其運動方或軋件的推進,實現(xiàn)切斷?。由于鋸片是一個面積較大程可寫成:的薄板,其厚度與直徑的比例非常小,且又是在高速旋[M】{”}+[C]{}+[】{Xl={F}(1)轉及高速送進的條件下工作,因此在鋸切加工過程中,式中:[M】、【C]、[】分別為結構的質(zhì)量、阻尼和剛度普遍存在著嚴重的振動和偏擺問題【2】。以上問題的存矩陣;{}、{l、{}和{F}分別為
6、系統(tǒng)各點加速度響在,不但在鋸切過程中產(chǎn)生很大的噪聲,而且會引起鋸應向量、速度響應向量、位移響應向量和激勵力向量。片的疲勞破壞,縮短鋸片的使用壽命,降低鋸切質(zhì)量。模態(tài)分析求解的是固有頻率和振型參數(shù)固有模態(tài),與因此,有必要對其振動特性進行研究。外載荷無關,即{F}={0},同時忽略結構阻尼的影響,本文采用ANSYS有限元軟件作為主要分析計算系統(tǒng)無阻尼自由振動運動方程為:手段,有針對性地對不同夾盤大小的鋸片進行模態(tài)分[M】{X”)+【]{J={0J(2)析,得到鋸片的固有頻率和振型,對鋸片的結構優(yōu)化設其對應的特征方程為:計和動
7、力學特性分析都具有重要的意義。(【】一[]){X”)=(0)(3)式中:為自由振動固有頻率。此方程具有非0解的唯1模態(tài)分析原理一條件是其位移阻抗矩陣【z】=【】一[M]的行列模態(tài)分析實際上是一種理論建模過程,主要是運式等于0,即:用有限元法對振動結構進行離散化,建立系統(tǒng)特征值I【】一∞【]I=0(4)問題的數(shù)學模型,用各種近似方法求解系統(tǒng)特征值和[M]和[】皆為正定矩陣時,將式(4)展開后,可求特征向量,由于阻尼難以準確處理,因此通常均不考慮Ⅳ個特征值(r=1,2,3,?,N),其平方根即為系小阻尼系統(tǒng)的阻尼,解得的特征
8、值和特征向量即為系統(tǒng)的固有頻率(NaturalFenquency),~*dqt頃序排列為:統(tǒng)的固有頻率和固有振型矢量【3】?!辧<2