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对上颌中切牙振动模态分析的探讨
通过牙的动力学研究可以探讨其行使功能时的动态受力情况.随着计算机技术的发展,有限元法的应用得到进一步拓展,可实现对生成计算模型的物体进行各种力学分析.本项研究应用有限元分析软件MARC对上颌中切牙的模型进行模态分析,以期了解其振动性能和实际受力情况.
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舱外航天服不同装夹状态下有限元分析及试验验证
目的 利用有限元分析的方法为舱外航天服振动试验装夹状态的选择提供有效的计算依据.方法 建立舱外航天服有限元模型,通过模态分析与试验数据的比较,验证了所建模型的正确性,进而进行正弦振动下的响应分析,得出两种不同装夹状态的响应.结果 通过两种不同装夹状态下的响应分析,可以得出用模拟装夹方式更接近真实安装状态,舱外服用模拟支架进行正弦振动试验更合适.结论 有限元分析方法可以为产品试验提供可靠的分析数据,对于复杂结构,振动试验时尽可能真实地模拟安装状态,可以避免过试验.
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基于HyperMesh的某航天产品结构螺栓连接处理方法研究
目的 为具有多螺栓连接复杂结构、处于在研阶段的某航天产品提供螺栓连接处理方法.方法 利用HyperMesh软件,选择4种螺栓连接处理方法,建立组件有限元模型,进行模态分析,比对其固有频率与振型;对具有螺栓连接的简单结构,采用同样计算方法,比对计算和试验验证结果.结果 4种螺栓连接处理方法得到的低阶振型一致,但固有频率有所区别.结论 实体螺栓处理方法适合于该产品改进设计需求,该方法可为类似结构的建模及分析提供参考.
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基于模态分析的某复杂薄壳结构局部连接处理方法研究
目的 在ANSYS Workbench中用不同的局部连接处理方法对某复杂薄壳结构进行模态分析,结合模态试验,研究不同局部连接处理方法的特点.方法 分别在实体单元分析和面单元分析下,用两种不同的简化方法处理关注的局部连接,建立相应的有限元模型进行模态计算,得到4种分析情况下的有限元计算结果,并通过实际模态试验对不同的计算结果进行了对比验证.结果 通过比较有限元计算结果与模态试验结果,验证了不同局部连接处理方法计算结果的准确性,并总结了不同方法的优缺点和适用性.结论 本文中的局部连接处理方法研究,为复杂薄壳结构的动态特性分析提供了理论指导,也为同类产品的结构动态设计与优化提供了理论依据.
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灵敏度分析法在超重训练设备模态分析中的应用
目的提高超重训练设备整机固有频率.方法采用灵敏度分析法对超重训练设备的固有频率进行修改设计.结果通过修改敏感单元的物理、几何参数,提高了超重训练设备的固有频率.结论计算结果表明灵敏度分析法是可行的.
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数控铣床动态特性的计算机仿真研究
利用有限元分析软件ANSYS对数控铣床主轴的模态进行了分析,提取了前4阶固有频率和振型,为选取数控铣床主轴临界转速,保证高速铣头安全可靠地工作及所加工零件的高精度,延长高速铣头的使用寿命提供了依据.
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远程会诊车车厢有限元建模与模态分析
提出了适用于板梁组合结构的有限元简化建模方法,较好地处理了板梁组合结构中的板梁连接问题.建立了远程会诊车车厢有限元模型并进行了模态分析.结果表明,本文所建立的有限元模型对车厢的改进设计具有重要意义,为实现车厢动态强度设计的工程化、程序化奠定了基础.
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基于ANASY的CT方舱有限元建模与模态分析
目的：利用计算机仿真技术对CT方舱结构进行模态分析，为方舱结构优化提供指导。方法：利用ANSYS有限元分析平台，以CAD模型为基础，建立CT方舱的结构有限元模型，对模型进行模态分析并研究方舱结构的动力学特性。结果：方舱结构模态避开了底盘系统的固有频率，避免了结构发生整体共振；第3阶和第4阶模态频率与发动机怠速频率接近，容易发生共振；路面不平度激励频率覆盖了舱体前6阶模态频率，建议进一步对CT设备支架采取减振措施。结论：基于有限元基本理论，利用现有的软件平台，可以对方舱舱体结构进行仿真模态分析，分析结果可以为今后方舱结构优化、改善动力学特性提供重要依据。
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超声破碎装置设计中的振膜模态分析
目的:对超声破碎装置核心部件的振膜进行研究,以获得振膜台阶频率随振膜的直径和厚度的变化规律.方法:基于ANSYS有限元分析软件,对不同直径和厚度的圆柱形薄壁结构的振膜进行模态分析和计算,绘制振膜前10阶模态固有频率的分布图.结果:发现圆柱形薄壁结构振膜的各阶固有频率呈台阶式上升,包括3个台阶,振膜利用的是第二台阶;其台阶频率随着直径的增加而减小,随着厚度的增加而线性增加.结论:该研究为超声破碎装置设计中振膜参数的设计和优化提供了理论和方法,解决了超声破碎装置设计中的关键问题.
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三维有限元分析腰骶椎结构的动态特性
背景:有文献对人体正常脊柱腰骶椎进行了固有模态分析及谐响应分析,但尚未有研究涉及对比椎弓根螺钉内固定前后腰骶椎的固有模态分析及谐响应分析.目的:采用三维有限元方法探讨人体腰骶椎的动力学特性.方法:基于CT扫描图像建立并验证经椎弓根螺钉系统内固定前后腰骶椎L1-S1节段有限元模型,然后对固定前后腰骶椎模型分别进行有限元模态分析和谐响应分析.结果与结论:①在腰骶椎模型的腰椎L1,L3,L5节段棘突处选取代表性节点,节点编号分别为A,B,C;②内固定后腰骶椎模型的各个节点在Y,Z方向上位移大峰值比正常腰骶椎模型位移大峰值均明显减小,表明螺钉内固定系统对腰骶椎部分起到了保护作用,使得固定后的腰骶椎在受到外界激励时振幅减小,对外界激励的敏感性减弱;③腰骶椎的模态分析是进一步进行动力学分析的基础,确定了腰骶椎的固有频率、振型和振幅等振动参数.通过谐响应分析研究简谐载荷对人体脊柱腰骶椎L1-S1节段的影响,对于腰骶椎的振动特性分析方面具有重要意义.
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大鼠高加速度离心加载装置:高加速度环境下动物的力学生物学响应
背景:载人航天器发射与返回、舰载机的起飞与降落,会使航天员、飞行员处在高加速度(超重)环境中,高加速度环境会对细胞、器官、动物体等产生重要影响.高加速度离心加载机是一种可以为动物个体及细胞提供高加速度力学环境的装置,在航空航天的力学生物学、组织工程研究中起基础平台作用,目前通常生物学实验室需要高加速度加载装置.目的:结合现有离心机,设计制作大鼠高加速度离心加载机,研究大鼠在高加速度力学环境下的力学生物学响应.方法:离心机设计制作流程:确定设计参数、选择动力源→设计离心机结构并验证→选择制作控制器→加工制作机器并调试.对大鼠进行水平和竖直放置方向的加载,每个方向设置了4 G组、8 G组、10 G组、20 G组4个小组和一个对照组,观察不同高加速度环境对大鼠身体和行走能力的影响.结果与结论:①经过结构设计加工、配件选型和安装调试研制出高加速度加载机,设备包括机械结构与控制系统两部分;该机运行平稳,噪声低,平稳实现0-40 G的高加速度加载,并且还可实现变加速度加载;②采用该机对大鼠进行不同高加速度环境加载后,表现出身体向一侧倾斜,不能直线行走的现象,并且伴随战栗、后肢充血等症状,高加速度值越大,大鼠所受的影响越大,经过一段时间休息,大鼠身体基本可以恢复;③实验结果验证了该离心加载机可以为动物实验提供相应的高加速度环境,可以用于研究高加速度环境下动物的力学生物学响应.
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CT高速数据传输滑环系统固定环设计及分析
高速数据传输滑环系统用于固定端与旋转端之间的高速数据传输,是CT系统的核心部件之一.该文中涉及一种基于离轴自由空间光传输原理的CT高速数据传输滑环系统固定环的结构设计及分析.根据实际工程应用中遇到的空间限制、光纤固定、光纤准直器装调等问题,设计出固定环的结构.利用ANSYS Workbench的静态分析功能,验证固定环结构强度的合理性和安全性.基于ANSYS Workbench模态分析功能,评估固定环结构对系统数据传输稳定性的影响,为该结构在实际应用中的可行性提供理论依据.
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后路椎间融合术后全腰椎模态分析
目的 研究日常生活中振动环境对后路椎间融合术患者的影响.方法 建立正常全腰椎和固定L4～5节段全腰椎有限元模型,在L1上终板添加40 kg质量点,并进行模态分析.结果 与正常全腰椎相比,后路椎间融合术后全腰椎的各阶共振频率均降低,对应振型的主运动也发生改变;术后模型第1、2阶固有频率分别为2.94、3.81 Hz,均接近日常生活中的振动频段;在前3阶振型中,术后模型L2和L3节段后部单元振幅均增大,增大了该部位术后退变的风险,L3～4节段椎间盘振幅明显增大,特别是该椎间盘靠近L3节段的部分,可能会增大其应力和应变,进而加速其退变.结论 基于后路椎间融合术后腰椎的模态分析,研究融合术后腰椎振动特性的变化,为术后患者恢复和健康生活提供一定理论指导.
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青少年特发性侧凸脊柱的动态特性
目的 基于人体脊柱侧凸CT图像建立胸椎至骶椎T1～S三维有限元模型,并研究模型的动力学特性.方法 采用轴向压缩和剪切加载方式验证所建立的侧凸脊柱模型,验证结果与前人实验数据非常吻合.利用有限元软件ABAQUS对侧凸脊柱进行模态和稳态分析,并提取稳态分析在5、10 Hz振动频率下模型的动态响应.结果 模态分析提取前4阶模态,前2阶模态的固有频率分别为1.097、1.384 Hz,振型分别为屈伸和侧弯.第3、4阶模态固有频率分别为5.688、28.090 Hz,振型分别为垂直振动和绕竖直轴扭转.稳态分析中在模态固有频率附近出现振幅峰值,而且脊柱侧凸段椎体的平均振幅要明显大于其他节段椎体的平均振幅.在5、10 Hz振动频率下,应力主要集中在脊柱侧凸节段的凹侧和凸侧以及侧凸节段的椎间盘上,且分布不均匀.结论 脊柱侧凸患者的侧凸节段是脊柱的薄弱环节,在振动环境中更容易受到损伤,应尽量避免处于振动的环境中,特别是对自身较为敏感的频率范围.研究结果为侧凸患者的康复治疗、防护、临床病理研究提供方法性辅助和力学分析依据.
关键词： 青少年特发性脊柱侧凸 模态分析 稳态分析 生物动力学 -
全腰椎有限元模态分析
目的 采用三维有限元方法研究人体腰椎的动力学特性.方法 基于CT扫描图像建立并验证全腰椎L1 ～5节段有限元模型,对全腰椎进行有限元模态分析.结果 提取腰椎的30阶自由模态,获得了腰椎在自由状态下的动态特性:腰椎共振频率分布集中;各阶模态大振幅急剧变化,L5节段腰椎附近的振幅较大,是腰椎的薄弱环节.结论 腰椎的模态分析是进一步进行动力学分析的基础,确定腰椎的固有频率、振型和振幅等振动参数,对于腰椎的振动特性分析和人机工程设计优化等方面具有重要意义.
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上颌中切牙的振动模态分析
目的对牙的动力学研究的基础是模态分析.随着计算机技术的高速发展,有限元法的应用领域得到进一步的拓展,可以实现对生成计算模型的物体进行各种力学分析.本研究应用有限元分析软件MARC对上颌中切牙的模型进行模态分析,以期了解其振动性能.
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考虑设备反馈作用的钢框架地震响应分析
钢结构设备框架计算模型中真实模拟设备的外形尺寸、壁厚和操作重量对模型分析结果有一定的影响,通过模态分析,振型分解反应谱,时程分析方法分别对简化模型和模拟设备本体模型进行分析比较,并得出一些结论.
