沉没辊湿模态分析与试验研究

发布时间：2022-02-13 04:16

　　准确分析热镀锌线沉没辊的湿模态固有频率对该类部件的设计和振动控制具有重要意义。对沉没辊进行了自由模态、约束模态以及流固耦合下湿模态的计算与试验,较高的一致性表明耦合模型合理。进一步对比试验和仿真结果表明,当沉没辊浸没水中,整体模态频率降低,且不同阶数的固有频率的降幅相差较大;前7阶中3阶模态与轴端约束无关。在此基础上,采用有限元方法分析沉没辊的壁厚、辊身长和外径对固有频率的影响,结果表明:随着的壁厚的增加,固有频率值成线性增长;随着辊身长度和外径的增加,固有频率值均会降低,但不同的振型降幅会不同。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020,(08)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同辊身长对固有频率的影响

建立壁厚为5mm，辊身长为287.5mm，外径分别为100mm、105mm、110mm、115mm、120mm的5种沉没辊模型，对其进行有限元湿模态计算，所得结果，如图9所示。由图9可看出，同一振型下，随着沉没辊的外径增加，固有频率值会降低。不同振型的变化率有所不同，振型（1,3）的降幅最大，说明外径对该振型的影响最大；外径对振型（2,2）几乎无影响。

采用某钢厂热镀锌线沉没辊1:8缩比实体模型进行模态分析和试验。沉没辊模型基本尺寸参数，以及水介质试验的沉没辊在液体中的空间位置，如图1所示。用ANSYS有限元分析软件求解模型，该模型分为流体部分与结构部分。这里流体为水（密度ρ=1000kg/m3、粘度μ=10-3Pa·s、声音在水中的传播速度c=1480m/s）介质，结构的物性参数，如表1所示。有限元模型，如图2所示。网格使用六面体单元，流体单元采用FLUID30和结构单元采用SOLID185，共337255个节点，43956个单元。结构与流体接触的实体节点定义为FSI(Fluid Solid Interaction）接口。在FSI处对网格进行加密处理，以保证两相交界面节点重合。流体的自由表面状态定义为零压力，忽略晃动效应。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3622661