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基于工作模态分析的高速邮资机振动特性研究

作　者: 林嵩松
导　师: 张立彬
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 高速邮资机工作模态振动特性有限元模态分析试验模态分析
分类号: TB53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

邮资机是目前国内外邮政领域广泛使用的自动化信件处理设备,其大大提高了邮政部门的工作效率。随着邮政业务的不断增长,对邮资机的速度要求越来越高,目前的国产高速邮资机通常稳定地工作在20000封/小时的速度左右,当把其速度提高到30000封/小时以上时,邮资机振动加剧,其过戳性能也出现了明显的下降,出现戳印模糊、扭曲等现象。因此对高速邮资机的振动特性展开研究显得非常有必要。传统的动力学研究方法多采用有限元模态分析法或试验模态分析法。采用有限元模态分析法时模型的正确性不能得到验证;采用传统的试验模态分析法时很难正确识别出高速邮资机这样复杂、精密的机电设备的模态参数。因此本文采用了有限元与试验相结合的研究方法,并以工作模态试验法取代了传统的模态试验法,该方法基于工作模态分析理论,在没有激励数据的情况下,可以仅从响应数据中提取出模态参数,因而使设备在正常工作状态下进行模态识别成为了可能。本文的主要工作和成果如下:1.介绍了有限元及试验模态分析理论,重点研究了工作模态分析理论。2.在Pro/Engineer软件中建立邮资机过戳部件的三维模型,并将其导入到ANSYS软件中,得到过戳部件的有限元模型,计算出过戳部件的前5阶模态参数。3.进行工作模态试验,提取出邮资机整机的前5阶模态参数,将其与有限元计算得到的结果进行比较,验证理论模型的正确性。4.在有限元理论模型的指导下,对过戳部件进行了改进,并重新进行了试验。将改进前、后的情况作了对比分析,证明邮资机的振动情况得到了明显的改善,戳印质量上升,能稳定地工作于目标速度。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究现状  11-16
    1.2.1 传统模态分析研究概况  11-14
    1.2.2 工作模态分析研究现状  14-16
  1.3 论文研究内容  16-18
    1.3.1 技术难点  16
    1.3.2 研究内容  16-18
第2章模态分析理论  18-29
  2.1 工作模态试验分析理论基础  18-25
    2.1.1 工作模态分析理论  18-24
    2.1.2 LMS Test.Lab 软件简介  24-25
  2.2 有限元分析理论  25-28
    2.2.1 有限元方法概述  25-26
    2.2.2 有限元方法的数学物理基础  26-27
    2.2.3 ANSYS 软件简介  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第3章过戳机构的 ANSYS 仿真分析  29-46
  3.1 引言  29-30
  3.2 过戳机构三维模型的建立  30-32
  3.3 过戳部件的ANSYS 分析  32-44
    3.3.1 原始模型的处理  32-33
    3.3.2 计算模型的建立  33-38
    3.3.3 求解计算  38-44
  3.4 本章小结  44-46
第4章工作模态试验分析  46-68
  4.1 引言  46-47
  4.2 试验设备与仪器  47-48
  4.3 试验模态参数识别  48-50
  4.4 工作模态试验过程  50-54
    4.4.1 模态试验流程  51
    4.4.2 模态试验准备工作  51-54
  4.5 工作模态试验结果分析  54-64
    4.5.1 时域信号分析  54-58
    4.5.2 频谱分析  58-60
    4.5.3 模态参数提取  60-63
    4.5.4 试验模态模型验证  63-64
  4.6 与过戳部件有限元模型的比较  64
  4.7 过戳部件的改进  64-67
    4.7.1 有限元模型改进仿真  64-65
    4.7.2 改进后的试验结果  65-67
  4.8 本章小结  67-68
第5章总结与展望  68-70
  5.1 总结  68
  5.2 展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读学位期间参加的科研项目和成果  75

基于工作模态分析的高速邮资机振动特性研究

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