基于ANSYSWorkbench的Gantry机架模态分析.pdf

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1、第29卷第6期2016年11月机电产品开簋与钏新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．29，No．6Nov．，2016文章编号：1002—6673(2016)06—071-03基于ANSYSWorkbench的Gantry机架模态分析韩秀华，王雪华，黄琳(公安部第一研究所安检技术部，北京100048)摘要：Gantry机架作为源探及滑环等旋转部件的载体，其模态分析对于减小整机设备振动，防止整机系统振动具有重要意义。论文以Gantry

2、机架为研究对象，使用Pm／E软件建立实体模型，应用AN—SYSWorkbenchl5．0有限元分析软件进行模态分析，得到Gantry机架的固有频率、振型云图，为Gantry机架和整机的结构优化设计和振动分析提供参考和依据。关键词：Gantry机架；模态分析；共振中图分类号：THll3文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2016．06．026ModalAnalysisofGantryFrameBasedonANSYS：WorkbenchHANXiu—Hua。WANGXli

3、e—Hua。HUANGLin(TheFirstInstituteofMinistryofPublicSecurityofP．R．C，Beijing100048，China)Abstract：ThemodalanalysisofGantryFramehasimportantinfluenceonreducingthevibrationofGantrysystem．Inthispaper，aGantryFrameiStakenasaresearchobjectanditSsolidmodalisestabli

4、shedbyPro／EWildfire5．0anditSmodalanalysisiScarriedOUtbyANSYS—Workbench15．0．The6ordernamralfrequencyandvibrationimageofGantryFrameisobtained，whichshowsthatsympatheticvibrationwillnothappenduetOthedifferentfrequencyregionsbetweennaturalfrequencyandoperadonf

5、requency．Inaddition，thedataobtainedfromthesimulationanalysisprovideatheoredcalbasisfortheoptimizationdesignandvibrationanalysisofGantryFrame．Keywords：gantry矗'alTle；modalanalysis；sympatheticvibration0引言在X射线安全检查领域，行包CTX射线安全检查设备由于三维立体成像，图像清晰，误报率低，将成为安检领域未来大力

6、发展的新型产品。Gantry机架作为行包CTX射线安检设备滑环系统安装的基体部件，在设备运行过程中其振动情况对于设备的成像质量，乃至产品设备的使用寿命将产生极为重要的影响，因此对于Gantry机架部件的振动分析尤为必要。本文分析目标的Gantry机架部件是由厚钢板拼焊成型，其上安装有电机驱动部件、滑环部件、轴承支撑部件及装有源探的扫描盘部件，旋转部件质量大，结构复杂．运行过程中，若激振频率与Gantry机架的固有频率接近．零件将发生共振现象，从而产生强烈的振动和严重的运行噪声．造成整个Gantry系统强烈

7、振动和降低轴承部件的寿命，从而对CT设备的成像质量和产品可靠性产生不利影响。因此，本文对Gantry机架进行有限元模态分析．分析其固有频率及振动特征，可以为进一步Gantry修稿日期：2016一09—06作者简介：韩秀华(1982-)，男，硕士研究生。主要研究方向：安检设备结构设计与开发。机架系统优化设计与振动分析试验提供技术参考。1模态分析理论分析模态分析是动力学分析过程中必不可少的一个步骤。主要用于确定机械结构和部件的固有频率和振型，是谐响应分析、瞬态动力分析和谱分析的起点。模态分析是将线性定常系统振

8、动微分方程中的理论坐标转换为模态坐标。并将耦合方程变为非耦合方程组，该方程组以模态为参数．然后求解出模态参数。坐标转换中的变换矩阵为模态矩阵，其各列就是模态阵型【1】。根据振动理论．Gantnr机架结构系统的动力学微分方程可以表示为：M爻+Cx+Kx=F(1)式中：M--Gantry机架质量(kg)；x一振动位移m)；C一阻尼系数(N／(m·sq))；K一刚度系数(N／m)；F一外部载荷(N)。若令C=0．F=0，便得到结构的