某高速旋转试验台振动特性分析

发布时间：2017-10-24 13:01

  本文关键词：某高速旋转试验台振动特性分析

  更多相关文章： 高速旋转试验台 有限元 模态分析 ANSYSWorkbench

【摘要】：在发动机研制过程中,分析和实测发动机的振动,采取措施来排除振动故障,提高发动机的持久性和可靠性以及保证安全具有重要意义。因此开展高速旋转试验,掌握发动机在高速旋转状态下的工作性能和规律是十分必要的,所以必须设计高速旋转试验台来模拟发动机实际的工作情况,从而实现对旋转状态下固体火箭发动机性能参数测量。主要工作和成果体现在：(1)本文首先使用SolidWorks三维建模软件对高速旋转试验台进行建模,采用ANSYS Workbench 14.5作为模态分析软件。建模过程中将对计算结果影响较小的部件做简化处理,并对各零部件上部分不影响结构强度的工艺结构进行了简化。(2)对高速旋转试验台改进前后状态下分别进行X和Y两个方向上的模态分析。并且对比了改进前和改进后的高速旋转试验台整体结构的模态分析结果。发现更改辅板与下板结构为三角形结构以避开变形较大处,以及在底座处增加橡胶垫的措施对高速旋转试验台整体工作性能的提升有着积极意义。(3)在不安装发动机时,一阶与二阶的固有频率,四阶与五阶的固有频率较为接近,而三阶固有频率在各种情况下都呈现出变化不大的情况。安装发动机时,随着发动机质量增加,各阶固有频率大小都随之增加,在工作范围内的固有频率的阶数略有减少。(4)考虑发动机受到质量偏心时的高速旋转试验台X和Y两个方向上的模态分析。通过对21Kg发动机计算偏心力,然后对安装有此发动机的高速旋转试验台进行模态分析,通过计算可以看出,施加偏心力之后,会导致高速旋转台的固有频率减小,但影响很小。
【关键词】：高速旋转试验台 有限元 模态分析 ANSYSWorkbench
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V435.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-10
• 1.1 概述7
• 1.2 选题背景7
• 1.3 国内外研究状况与发展趋势7-9
• 1.4 本论文的主要工作内容9-10
• 2 振动模态数值模拟方法及相关理论10-13
• 2.1 有限元法介绍10-11
• 2.1.1 有限元法的基本思想10
• 2.1.2 有限元法的分析过程10-11
• 2.2 有限元软件—ANSYS11-12
• 2.3 模态数值分析12-13
• 3 高速旋转试验台模型的建立13-24
• 3.1 高速旋转试验台装配体结构介绍13-14
• 3.2 装配体简化结构介绍14-15
• 3.3 高速旋转试验台有限元模型的建立15-20
• 3.4 模型建立的理论基础20-23
• 3.5 本章小结23-24
• 4 固体火箭高速旋转试验台模态分析研究24-47
• 4.1 模态分析24-26
• 4.1.1 模态分析理论24-25
• 4.1.2 ANSYS Workbench模态分析理论25-26
• 4.2 固体火箭发动机高速旋转试验台的有限元计算与分析26-46
• 4.2.1 建立固体火箭发动机高速旋转试验台三维模型26
• 4.2.2 固体火箭发动机高速旋转试验台结构材料属性26-27
• 4.2.3 单元类型的选择27-28
• 4.2.4 边界条件和边界约束28-29
• 4.2.5 网格划分29-30
• 4.2.6 具体计算分析设置30-31
• 4.2.7 结果分析及改进31-45
• 4.2.8 与前一代试验台的对比分析45-46
• 4.3 本章小结46-47
• 5 安装试验发动机的试验台模态分析47-71
• 5.1 安装10Kg发动机时的模态分析49-55
• 5.2 安装21Kg试验用发动机时的模态分析55-61
• 5.3 高速旋转试验台有发动机偏心力时的模态分析61-68
• 5.4 结果分析68-70
• 5.5 本章小结70-71
• 6 本文总结与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 附录79

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