基于UG的矿用振动筛模态分析-下

 导读：上一章是《基于UG的矿用振动筛模态分析》第一点振动筛有限元模型的建立和第二点的振动筛自由模态分析内容 本章继续谈到第三点3 振动筛工况模态分析

3 振动筛工况模态分析
  工况模态分析是考虑结构件在实际工作状态时，在一定的边界条件下，对结构件分析所得的模态参数，它包含了边界条件对其的影响，特别是对于大型结构在外界激励未知的情况下具有更重要的实用价值。在自由模态分析的基础上，进行工况条件下的结构模态分析。在分析过程中，在 U 型座底面设置约束条件，限制其 x、y 方向的平动和绕 x、y、z 轴转动自由度，与振动筛结构件实际安装条件接近。解算方案设置及工况控制参数等选项与自由模态相同。在此工况下计算矿用振动筛结构件固有频率和模态振型，结合自由模态计算值，比较两种模态下固有频率和振型的差异。表 2 为振动筛结构件工况模态下其固有频率及振型。图 4 为振动筛结构件工况模态下其位移云图。

表2  振动筛及 U 型座工况模态固有频率及振型

   从表 2 及图 4 可知，振动筛结构件前 3 阶固有频率接近 0，工况模态振型为刚体模态。从图 4 可知，振动筛结构件第4 阶振型以 z 向振动为主，振动筛筛底振幅最大为2． 407mm; 第 5 阶振型为 x、z 向振动，振动筛结构件 z 方向振幅比较大; 第 6 阶振型为 z 向 振 动，最 大 振 幅为 2． 288mm; 第7 阶振型为扭转振动变形; 第8 阶振型为y、z 向振动，筛底最大振幅为 2． 208mm; 第 9 阶振型也为向振动，筛底最大振幅与第 8 阶接近; 第 10 阶振型为 x、y、z 向 振 动，最 大 振 幅 发 生 在 振 动 筛 侧 壁，其值为 1． 581mm。比较表 1 和表 2 可知，工况模态下，结构件第 4 阶固有频率为 648． 4 Hz，而在自由模态下，结构件前 6 阶固有频率均接近 0，可见当结构件被施加约束后，其固有频率发生了巨大的变化; 在工况模态下，结构件第 4 阶固有频率和振型与自由模态下的第 7 阶固有频率和振型几乎一样，第 5 阶固有频率和振型与自由模态下的第 8 阶固有频率和振型接近，而第 6 阶固有频率和振型与自由模态下的第 10 阶固有频率和振型相一致，这说明当结构件受到边界条件约束后，结构件的固有频率及振型均比自由模态下的固有频率值要大。从以上的分析中可以推断，对结构件进行自由模态分析是非常有必要的，它为结构件的工况模态分析提供了非常有意义的参考数据，并为结构件进行准确的工况模态分析和设计打下了基础。在进行结构件设计时，一定要让结构件的激励频率避免与其在两种模态下的固有频率相同或接近。从表 1、表 2 和已知条件可知，振动筛振动电机的激振频率为 16． 7Hz，该值远小于振动筛结构件在自由模态下和工况模态下的最小固有频率值，因此，从理论上说，振动筛结构件在两种模态下，均不会发生共振现象。

4 结语
 (1) 用 UG 软件对振动筛结构件进行建模，并应用 UG软件自带有限元分析模块对振动筛结构件进行模态分析，通过自由模态分析和工况模态分析掌握了其在两种模态下的固有频率及其振型，从而为振动筛结构件的设计与制造提供了非常有价值的参考数据。
 (2) 振动筛振动电机的激振频率远小于振动筛结构件在自由模态下和工况模态下的最小固有频率值，因此，振动筛结构件不会发生共振现象。

完

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