基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，包括在对装配体模态分析前，需要先确定外部激振频率，再对整体有限元模型进行前处理。前处理具体过程包括：模型简化、材料添加、网格划分、约束与负载添加。之后，对前处理后的装配体模型进行模态分析。因低阶固有频率频率对结构动态性能影响较大，且高阶固有频率存在大型矩阵特征值计算的精度问题，使高阶的固有频率没有太多的参考价值，所以在工程问题中一般关注前N阶固有频率。分析后得到装配体前N阶固有频率，比较各阶固有频率是否与外界激振频率接近。

【技术实现步骤摘要】
基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法
本专利技术涉及有限元领域，具体涉及一种基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法。
技术介绍
共振的实质是当激振频率与结构自身固有频率接近时，结构所产生的振动现象，从而影响其性能，缩短工作寿命，工程上应尽量避免共振的发生。模态优化是振源减振的主要方法，同时，模态优化还能起到提高结构固有频率，改善其动态性能的作用。传统技术存在以下技术问题：现有的模态优化方法大多是直接对单个零件实现的，但在实际应用上，对装配体进行模态优化更具有工程意义；此外，优化过程中将所有待优化变量的水平(因素的值称为水平)组合全部实施一次以上的全面试验优化方法过程繁杂，效率低下。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，以避免机电设备发生共振、提高固有频率、改善其动态特性为目标，为解决机电设备的共振问题及改善其动态性能。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，包括：步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，其特征在于，包括：/n步骤1：基于装配体有限元模型的模态分析/n建立装配体有限元模型，在对装配体模态分析前，需要先确定外部激振频率，再对装配体有限元模型进行前处理；之后，对前处理后的装配体有限元模型进行模态分析，分析后得到装配体前N阶固有频率，比较各阶固有频率是否与外界激振频率接近，其中N为正整数；/n步骤2：基于正交试验的模态优化/n选取结构复杂、对装配体固有频率影响最大的主要承载零部件，以装配体第1阶固有频率最大、前N阶频率避开振源频率为目标，利用正交试验法，选取适当的因素及水平，对该零件进行结构优化；再对正交试验优化结果进行极差分析...

【技术特征摘要】
1.一种基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，其特征在于，包括：
步骤1：基于装配体有限元模型的模态分析
建立装配体有限元模型，在对装配体模态分析前，需要先确定外部激振频率，再对装配体有限元模型进行前处理；之后，对前处理后的装配体有限元模型进行模态分析，分析后得到装配体前N阶固有频率，比较各阶固有频率是否与外界激振频率接近，其中N为正整数；
步骤2：基于正交试验的模态优化
选取结构复杂、对装配体固有频率影响最大的主要承载零部件，以装配体第1阶固有频率最大、前N阶频率避开振源频率为目标，利用正交试验法，选取适当的因素及水平，对该零件进行结构优化；再对正交试验优化结果进行极差分析，确定各因素对试验结果影响程度的大小，得到最终的零件优化结果，最后将该零件带入到装配体有限元模型中进行模态优化；
步骤3：结果对比分析
将优化前后装配体的固有频率对比分析，再将优化后的前N阶固有频率与振源频率进行对比，验证上述方法的有效性。


2.如权利要求1所述的基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，其特征在于，步骤1中，前处理具体过程包括：模型简化、材料添加、网格划分、约束与负载添加。


3.如权利要求1所述的基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，其特征在于，对装配体有限元模型用ANSYSWorkbench软件进行前处理。


4.如权利要求1所述的基于装配体有限元模型与正交试验法的模态优化方法，其特征在于，用solidworks软...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梓豪，张建法，陈义国，钱蒋忠，匡绍龙，
申请(专利权)人：苏州睿友智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32