aaw-900减振器底座固有特性分析毕业论文

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1、摘要应用SolidWorks软件建立了AAW-900减振器底座的三维模型，导入到有限元分析软件ANSYS中，用solid45单元进行自由网格划分，对底面节点加载零位移约束，对底座进行了模态分析，用BlockLanczos法求得底座前6阶固有频率并得到其振型，为底座的进一步优化设计提供了理论依据。关键词：SolidWorks；ANSYS；底座；有限元；模态分析目录摘要I1引言12ANSYS模态分析简介22.1ANSYS有限元分析过程22.2ANSYS模态提取方法23分析对象描述44建模及网格划分54.1SolidWorks实体建模54.2实体模型导入ANSYS54.3网格划分64.4模态分析结

2、果75结论96总结10参考文献111引言AAW-900减振器底座是减震器组建中非常重要的机械零件之一。底座的一般作用：轴向定位；防尘和密封，除本身可以防尘和密封外，也常和密封件配合以达到密封作用；主要起传递扭矩和缓冲减震的作用。因此该零件具有足够的强度、刚度耐磨性和韧性，以适应底座的工作条件。模态分析主要是研究结构或机器部件的振动特性，得到结构的固有频率和振型。振动现象是机械结构经常需要面对的问题之一，由于振动会造成结构的共振或疲劳从而破坏结构，所以必须了解结构的固有频率和振型，避免在实际工况中因共振因素造成结构的损坏，对复杂结构进行精确的模态分析将为评价现有结构的动态特性、诊断及预报结构系

3、统的故障、新产品的动态性能的预估及优化设计提供科学的依据。模态分析的典型定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。2ANSYS模态分析简介模态分析属于线性分析一类，在分析过程中只有线性行为是有效的，即使指定了非线性单元，在计算过程中也将忽略其非线性。但材料的性质可以是线性的、非线性的、各向同性的、正交各向异性的、恒定的或与温度有关的，非线性性质被忽略，在分析中必须指定弹性模量和密度。2.1ANSYS有限元分析过程ANSYS有限元分析过程包括四个步骤：1.建立模型：指定项目名称和分析标题，然后

4、在前处理中定义单元类型、单元实常数、材料性质和模型几何性质；2.加载及求解：定义分析类型和分析选项，施加载荷，进行固有频率的有限元计算，在模态分析中唯一有效的载荷是零位移约束；3.扩展模态：将振型写入结果文件，只有扩展模态后才能在后处理中看到振型；4.后处理：经过扩展模态后，模态分析的结果包括固有频率、扩展的模态振型、相对应力和力分布将被写入到结构分析结果文件中去。2.2ANSYS模态提取方法ANSYS提供了6种模态提取方法：1.子空间迭代法（Subspace）：用于求解特征值对称的大矩阵问题；2.分块法（BlockLanczos）：也可用于以上的问题求解，收敛速度更快；3.PowerDyn

5、amic法。用于非常大的模型（超过100000个自由度），主要是用在求解结构的前几阶模态以了解模型特征的问题；4.缩减法（Reduced）：采用缩减的系统矩阵来求解，较子空间迭代法速度快，但准确性要差一些。使用缩减法时，必须仔细选择主自由度，主自由度选择的不当可能导致不正确的质量分布和不正确的特征值；5.非对称矩阵法（Unsymmetric）：用于求解模型生成的刚度矩阵、质量矩阵存在不对称的问题；6.阻尼法：有些问题阻尼不能忽略，阻尼法允许在结构中包含阻尼因素。模态分析主要是研究结构或机器部件的固有频率，用有限元法解决工程实际问题已被广泛采纳。只要给出完全模拟实际工况的边界条件及正确的机械振

6、动模型,就可以求解出模型相关参数,对所设计产品进行结构及尺寸上的修正和优化。3分析对象描述根据所给AAW－900减振器底座图纸,如图1，用SolidWorks建立CAD三维实体模型，用ANSYS建立其有限元模型（包括网格划分、边界约束等），对其进行模态分析，并给出前六阶固有频率及对应的振型图。零件所使用的材料为40Cr，弹性模量E=206GP；泊松比μ=0.31；密度ρ=7820kg/m3。图1减震器底座零件图4建模及网格划分4.1SolidWorks实体建模用solidworks对底座进行三维建模，如图1。在底座实体建模过程中，应忽略其微小结构，对底座上小于3mm的倒角、圆角可以忽略，这样

7、简化不仅符合有限元建模的规则，也可以减少ANSYS运行时的求解时间，同时不会对底座的重量及刚度产生大的影响。图2底座实体模型4.2实体模型导入ANSYS将模型另存为Parasolid格式导入ANSYS中如图2，定义单元类型为8节点六面体Solid45单元；定义材料性能参数：弹性模量E=206GP，泊松比μ=0.31，密度ρ=7820kg/m3。图3实体模型导入ANSYS中4.3网格划分划分网格是建立有限元模型