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          顺德勒流路灯车出租,   顺德容桂路灯车出租,   顺德路灯车租赁    🍊 等闲不管人家事,   也无烦恼也无愁  🍊   如何对路灯车的动态特性仿真研究???      路灯车在自重载荷、起升载荷、起升冲击载荷等以及它们所引起的弯扭矩共同作用下,有可能在其固有频率范围内发生强烈的扭转和弯曲振动,使得动应力急剧增大,导致路灯车过早的出现疲劳破坏。所以定量分析路灯车的固有特性,把握住它最重要的动态特征。对其后续分析和优化设计具有重要的意义。


        对于路灯车的动态特性仿真研究很少。应用计算机辅助工程技术,对2t/8.7m路灯车进行有限元建模和动态特性的仿真分析。 模态分析基本理论: 路灯车的动态分析,一般需要用各种离散化方法来建立其离散化力学模型,即通过离散化的方法将一个无穷多自由度的连续系统转变为一个近似的多自由度系统。设结构在有限元划分后,离散为几个自由度的系统,其动力学平衡方程:[M]、[c]、[K]  —质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵;、—节点位移向量和载荷向量。计算结构的固有频率和振型,是动力学分析的基本内容。计算经验指出,很多工程结构的阻尼对结构频率和振型影响很小,可忽略不计。所以,得出无阻尼振动的方程:[M]{}+EK]Ix}=0   (2)自由振动时假设各节点作简谐振动,其位移表示为:—各节点的振型向量;确型对应的固有频率。 于是,求式(3)的简谐振动问题,转化为求广义特征值问题。其中广义特征值∞:就是结构的固有频率,广义特征向量[x]就是相应的振型,模态分析就转化为求解特征值的问题。


      3  有限元模型的建立路灯车主要由上、下翼缘板、水平支架和隔板等部件组成,其中悬臂梁部分采用具有良好受力分布的箱型结构,考虑到模型的复杂性,故在Solidworks中建立其三维几何模型,然后将文件保存为Parasolid格式,利用Workbench提供的接口导入几何模型。此外路灯车中存在许多倒圆角、垫圈等细节结构,如果在建模时考虑这些细微之处,不仅会使单元尺寸极小,节点方程数量很多,从而增加求解时间,而且也会导致局部的网格质量无法保证,进而使求解失真。故在不影响计算精度的前提下,对模型进行一定的简化。具体地,对于水平支架与上翼缘板的连接处可将其简化为连接区域内钢板厚度的加大,忽略所有螺母垫圈等结构部件圈。在Workbench中对模型进行有限元分析,采用六面体自由网格划分。路灯车结构的材料为Q235,弹性模量为:肚2.1xl&MPa,泊松比为u=0.3,密度p=7.85xlO-gt/mm3。CAE模型中路灯车与水平轨道的接触处进行固定约束,即6个自由度均进行约束。路灯车三维有限元模型。



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      路灯车振动的固有频率和固有振型仿真结果,  结构动态特性对整个路灯车的性能有重要影响。路灯车在正常作业过程中,主要受到电动葫芦小车的起制动、吊重的摆动、大车的起制动和起升机构起制动产生的激励影响,并引起路灯车的动态变形。如同任何—个具有惯性质量的弹性系统一样,路灯车会产生振动,包括扭振和弯曲振动。而振动对路灯车结构的影响很大,如果产生共振,不仅会对操作人员的生理和心理产生不利影响,从而降低生产效率,也会大大减小路灯车的工作寿命,甚至引发安全事故。路灯车结构有自己的固有振动频率,每个固有频率对应一定的固有振型,获得结构的固有频率及其振型,就可以控制相应的激励力的频率,从而避开该频率下的共振。所以,定量分析路灯车振动的固有特性,把握路灯车最重要的动态特点,显得尤为重要。这里对路灯车结构进行固有模态仿真分析。



        有限元仿真分析采用Workbench所提供的Blockl_m'aczos特征值提取方法,使用的是稀疏矩阵直接方程求解器,计算得出结构前10阶的固有频率及其振型。  路灯车低阶模态频率介于(100)Hz之间。比较振型和频率可知,路灯车在四种典型位姿下对应的模态固有频率和振型较为接近,故只给出了这四种典型位姿下的振型图。  随着模态阶数的增加,路灯车结构的故有频率出现较大幅度的增加。从计算出的结构固有频率来看,路灯车的第l阶固有频率卢10.177Hz>2Hz,满足路灯车设计规范要求。路灯车结构四种典型位姿下的振型图。由这四张振型图可以看出,路灯车结构在水平和垂直方向均出现扭转和摆动的情况,其中,垂直平面内的弯曲由小车的启动与制动引起的,水平平面内的弯曲由大车启动与制动引起。通过模态分析掌握路灯车的动态特性,计算它的固有频率和振型,从而清楚了解路灯车在容易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性,进而可以预测路灯车在此频段内受到内部或外部各种激励下的振动响应网。



          谐响应分析,  小车在悬臂梁上运行、货物起吊等作业期间,会伴随有激振力,当激振频率与路灯车的固有频率相同时,就会产生共振。在模态分析的基础上进行谐响应分析可以进一步用来确定路灯车在承受载荷时的稳态响应,得到响应值与频率的关系曲线,从而可以预测路灯车的持续动力特性。设路灯车受到的载荷与响应为谐激励载荷,  不同相位的载荷同时发生激振时,产生的力相位变换;峙存在阻尼或力的相位变换时,产生的位移相位变换。将实部和虚部进行分离,并代回到式(1)中,  将路灯车承受的简谐载荷代入上式,并进行求解即可求得其振动响应闻。由模态分析的结果可知,路灯车(1〜10)阶的固有频率为(10.177〜67.572)Hz,由于在进行有限元的谐响应分析时激振频率范围取值应大于路灯车的固有频率范围,因此取路灯车的激振频率范围为(0~70)Hz,载荷步取为100,并在悬臂梁的跨中处施加激振力为2000N,采用HarmonicResponse中的ModeSuperposition方法进行分析,计算得出该频率段内位移与频率之间的关系,进而得到曲线的峰值频率及其对应的应力值。  悬臂梁中部的位移与应力变化趋势基本一致,随着频率的逐渐增加,响应曲线在11Hz处出现第一次峰值,说明产生第一次共振,此时悬臂梁中部的位移达到最大为0.324mm,随后曲线开始下滑,并在53Hz处出现第二次峰值,即发生第二次共振,悬臂梁中部的应力出现最大值为32.7MPa,远小于材料的屈服强度,可以进行结构优化。进一步分析可知,第二次共振的位移峰值明显小于第一次位移峰值,说明第一次共振对路灯车的动力性能影响最大,由于第一次共振发生在11Hz处,这也进一步验证了在进行模态分析时只需要考虑低阶次的模态的结论,而目超重机发生共振的频率属于其固有频率范围内。




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