一种基于风机系统的动力学分析方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于风机系统的动力学分析方法，包括如下步骤：步骤一、运用SolidWorks软件建立风机系统的三维模型；步骤二、把三维模型导入到ANSYS软件中，并对相应的模型进行模态分析，得到风机系统的固有频率和模态振型；步骤三、对风机系统模型进行谐响应分析，得到多个测点的幅频曲线图，并对所得到的多个测点的幅频曲线图进行分析与研究。通过对风机系统进行动力学研究，可实现在风机系统设计与安装之初，就能预估风机系统的振动特性，为改善风机系统的动力学性能提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于风机系统的动力学分析方法
本专利技术涉及风机振动
，特别涉及一种基于风机系统的动力学分析方法。
技术介绍
风机是一种被广泛运用于工业生产当中的通用机械，其在国民经济各领域中都发挥着极其重要的作用。风机是一种十分典型的旋转机械，是钢铁企业的关键设备之一。烧结主抽风机是烧结厂的核心设备之一，承担着为烧结机通风的重要任务，被称为是烧结厂的“肺脏”，其运转是否正常将直接关系到炼铁厂的安全生产与效益的好坏。振动是烧结主抽风机故障的主要表现形式之一。转子系统不平衡是引起风机振动的主要激振源之一。同时，由于风机基础设计不合理、基础松动失稳等因素也会加剧风机的振动情况。风机基础及其隔振系统的设计是否合理、运行是否正常对于降低风机振动起着至关重要的作用。如何降低风机在工作状态下的振动与噪声，保护操作者的身心健康以及延长设备的使用寿命，同时确保风机能够长时间的在正常工况下连续运转，就成为一个必须解决的现实问题。因此，在风机设备的设计与制造之初就对其机械结构进行动态优化；在厂房建造与设备安装之时就对风机整体进行动力学分析，可优化基础结构参数，以满足风机低噪声、低振动的要求以及结构的静、动力学特性，这使得对风机整体进行动力学分析具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所述问题，本专利技术提供一种基于风机系统的动力学分析方法，通过对风机系统进行动力学研究，可实现在风机系统设计与安装之初，就能预估风机系统的振动特性，为改善风机系统的动力学性能提供了依据。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种基于风机系统的动力学分析方法，包括如下步骤：步骤一、运用SolidWorks软件建立风机系统的三维模型；步骤二、把三维模型导入到ANSYS软件中，并对相应的模型进行模态分析，得到风机系统的固有频率和模态振型；步骤三、对风机系统模型进行谐响应分析，得到多个测点的幅频曲线图，并对所得到的多个测点的幅频曲线图进行分析与研究。进一步地，所述的风机系统包括：风机、轴承、联轴器、电机、基础和弹簧阻尼隔振器。进一步地，所述的步骤二具体包括：步骤201、首先，把在SolidWorks软件中建立的风机系统的三维模型保存为.parasolid格式并导入ANSYS软件；步骤202、在ANSYS分析中统一采用国际单位制，基础台板采用solid95单元，弹簧隔振器采用combination14单元，风机叶轮采用solid45单元，风机转轴采用solid95单元；步骤203、对风机系统模型进行自由网格划分，在风机基础的四角布置多个钢弹簧隔振器，为了增加支撑刚度提高稳定性，在基础的中部布置多个不含阻尼器的支撑弹簧装置；步骤204、对风机系统进行模态分析，得出风机系统的固有频率和模态振型。进一步地，所述的步骤三具体包括：步骤301、对风机系统模型进行谐响应分析，得到风机系统在不同频率下的响应值和此响应值对应于频率的关系曲线；从这些关系曲线上找到峰值响应，进一步找出峰值频率对应的应力情况；步骤302、通过对上述响应值、关系曲线和曲线极值的分析研究后，对风机系统的持续动力学特性进行预估，并进一步验证原设计是否能够成功地避免疲劳、共振等有害现象；步骤303、在风机的左右两个轴承座以及电机的左右两个轴承座上各布置多个测点；步骤304、在风机系统模态分析的基础上进行风机系统的谐响应分析，在进行模态分析时没有施加外载荷，只计算出固有频率、模态振型的结果；对风机系统进行谐响应分析需要根据实际的情况施加上不平衡力，计算出在不同频率的不平衡力作用下风机系统的振动情况。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过对风机系统进行动力学研究，可实现在风机系统设计与安装之初，就能预估风机系统的振动特性，为改善风机系统的动力学性能提供了依据。2、相对于对风机、基础或者其它执行机构的进行单独模态分析来说，对风机系统进行模态分析则拥有前者无法比拟的优越性。只要风机系统的模型建立的足够合理就能更加真实的反应风机系统的振动特性，更加准确地计算出风机系统的固有频率和模态振型，为风机的日常运行与维护提供了更加可信的依据与技术支持。附图说明图1为风机系统结构简图；图2为风机系统的三维模型；图3为无隔振弹簧和有隔振弹簧时风机系统的固有频率；其中：图3-1为无隔振弹簧；图3-2为有隔振弹簧；图4为风机系统的前15阶固有频率所对应的模态振型的位移云图；其中：图4-1为1阶固有频率FREQ＝1.598Hz；图4-2为2阶固有频率FREQ＝1.624Hz；图4-3为3阶固有频率FREQ＝2.257Hz；图4-4为4阶固有频率FREQ＝2.629Hz；图4-5为5阶固有频率FREQ＝2.741Hz；图4-6为6阶固有频率FREQ＝3.312Hz；图4-7为7阶固有频率FREQ＝10.683Hz；图4-8为8阶固有频率FREQ＝12.656Hz；图4-9为9阶固有频率FREQ＝13.594Hz图4-10为10阶固有频率FREQ＝17.604Hz；图4-11为11阶固有频率FREQ＝21.845Hz；图4-12为12阶固有频率FREQ＝22.293Hz；图4-13为13阶固有频率FREQ＝23.691Hz；图4-14为14阶固有频率FREQ＝25.155Hz；图4-15为15阶固有频率FREQ＝27.024Hz；图5为四个测点的布置图；图6为四个测点的幅频曲线图；图6-1至图6-4分别为1号测点、2号测点、3号测点、4号测点图；图7为x、y、z三方向上四个测点的幅频曲线图。图7-1至图7-3分别为x、y、z方向图。图1中：1-风机2-轴承3-联轴器4-电机5-基础6-弹簧阻尼隔振器7-1号测点8-2号测点9-3号测点10-4号测点。具体实施方式以下结合附图对本专利技术提供的具体实施方式进行详细说明。一种基于风机系统的动力学分析方法，包括如下步骤：步骤一、风机系统三维模型的建立所述的步骤一具体为：1、首先，以某钢铁集团公司炼铁总厂的一台由英国豪顿公司生产的型号为L3N357512184DBL6F的烧结主抽风机为例，如图1所示，风机系统主要包括：风机1、轴承2、联轴器3、电机4、基础5、弹簧阻尼隔振器6。2、风机主要技术参数由英国豪顿公司生产的型号为L3N357512184DBL6F的烧结主抽风机的主要技术参数如表1所示。表1主抽风机的主要技术参数3、运用SolidWorks软件建立风机系统的三维模型风机系统的三维模型较为复杂，要是直接在ANSYS软件里建立有限元模型则会耗费大量的时间。为了提高建模效率，本专利技术采用在SolidWorks软件中先建立风机系统的三维模型，然后再导入ANSYS软件的方法。在对风机系统进行合理的简化后，本专利技术采用SolidWorks软件建立了风机系统的三维模型，如图2所示。步骤二、把在SolidWorks软件中建立的风机系统的三维模型导入到ANSYS软件中，并对相应的模型进行模态分析，得到风机系统的固有频率和模态振型。所述的步骤二具体为：1、首先，把在SolidWorks软件中建立的风机系统的三维模型保存为.parasolid格式并导入ANSYS软件。2、在ANSYS分析中统一采用国际单位制，基础台板采用solid95单元，弹簧隔振器采用combination14单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于风机系统的动力学分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、运用SolidWorks软件建立风机系统的三维模型；步骤二、把三维模型导入到ANSYS软件中，并对相应的模型进行模态分析，得到风机系统的固有频率和模态振型；步骤三、对风机系统模型进行谐响应分析，得到多个测点的幅频曲线图，并对所得到的多个测点的幅频曲线图进行分析与研究。

【技术特征摘要】
1.一种基于风机系统的动力学分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、运用SolidWorks软件建立风机系统的三维模型；步骤二、把三维模型导入到ANSYS软件中，并对相应的模型进行模态分析，得到风机系统的固有频率和模态振型；步骤三、对风机系统模型进行谐响应分析，得到多个测点的幅频曲线图，并对所得到的多个测点的幅频曲线图进行分析与研究。2.根据权利要求1所述的一种基于风机系统的动力学分析方法，其特征在于，所述的风机系统包括：风机、轴承、联轴器、电机、基础和弹簧阻尼隔振器。3.根据权利要求1所述的一种基于风机系统的动力学分析方法，其特征在于，所述的步骤二具体包括：步骤201、首先，把在SolidWorks软件中建立的风机系统的三维模型保存为.parasolid格式并导入ANSYS软件；步骤202、在ANSYS分析中统一采用国际单位制，基础台板采用solid95单元，弹簧隔振器采用combination14单元，风机叶轮采用solid45单元，风机转轴采用solid95单元；步骤203、对风机系统模型进行自由网...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪宇，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21