[發明專利]空壓機車架動態分析方法

無效

• 申請號: 201310730680.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103729509A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 尹輝俊;孫釗;莫翔明;劉媛媛;李峰;王新宇
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學;柳州福臻車體實業有限公司;尹輝俊;莫翔明
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 周晟

技術領域

本發明涉及車架結構分析領域，具體涉及一種空壓機車架動態分析方法。

背景技術

我國的移動式空壓機市場要占到整個壓縮機市場越1/3的市場份額，作為一個新興市場，移動式空壓機的市場空間相對更大，利潤更高。目前移動式空壓機市場主要由臺資和外資企業占據，市面上自主研發的空壓機較少。車架是移動式空壓機的主要承載件，目前國內對此類車架的設計仍處于經驗設計階段，對其空壓機工作時的受力情況引起的對車架的破壞等問題還沒有進行定量的研究，致使產品的初始開發階段極易發生結構斷裂，需要通過大量的測試方能定型，開發成本高，周期長。

發明內容

本發明旨在提供一種空壓機車架動態分析方法，該動態分析方法克服現有空壓機車架結構設計中需要通過大量的測試方能定型，開發成本高，周期長的缺陷，為空壓機車架的優化設計提供準確理論依據。

本發明技術方案如下：一種空壓機車架動態分析方法，包括以下步驟：

A、建立空壓機車架有限元模型，定義單元屬性和材料屬性；將模型進行網格的劃分，對于連接部位采用網格單元連接以承受及傳遞力；

B、對有限元模型進行諧響應分析，根據諧響應分析結果繪制易損壞點處的位移-頻率曲線；?

C、對有限元模型進行模態響應分析，根據模態響應分析結果確定重點頻率范圍；?

D、根據步驟C確定的重點頻率范圍進行頻率響應分析，在頻率響應分析基礎上進行隨機響應分析，創建易損壞點的PSD響應曲線圖；

E、分別對位移-頻率曲線與PSD響應曲線進行分析，判斷有限元模型是否符合質量要求。

步驟B中對有限元模型進行諧響應分析包括：約束有限元模型三個角的自由度，設置阻尼參數為0，對有限元模型施加諧波載荷，所述的諧波載荷振幅為1，頻率為50Hz；所述易損壞點位于焊接處與橫梁中部。

步驟C中，所述模態響應分析中的邊界條件為約束有限元模型三個角的自由度。

步驟C中，所述模態響應分析確定前30階的頻率。

步驟D中，所述的頻率響應分析頻率響應分析過程如下：設置起始頻率、結束頻率、中間采樣點，進行頻率響應分析得到頻率響應結果；所述的隨機響應分析過程如下：在頻率響應結果基礎上，對有限元模型施加PSD激勵信號，得到各易損壞點的PSD加速度響應曲線圖。

步驟E具體如下：分別將各易損壞點位移-頻率曲線、PSD加速度響應曲線圖與對應模態響應分析結果進行對比，若各易損壞點的諧響應位移-頻率曲線的峰值與PSD加速度響應曲線的峰值均避開模態響應分析結果中的低頻頻率，則該有限元模型符合質量要求，反之，該有限元模型不符合質量要求。

本發明空壓機車架動態分析方法對空壓機車架進行有限元動態分析，將諧響應分析、模態響應分析與隨機響應分析進行結合，諧響應分析通過對有限元模型施加諧響應邊界條件與諧波載荷，確定各臨界頻率，從而得到各易損壞點在各臨界頻率時的位移-頻率曲線；對有限元模型的模態響應分析，根據模態響應分析結果確定需要重點關注的頻率范圍；根據上述頻率范圍對有限元模型進行模態響應分析，并在模態響應分析基礎上對有限元模型施加PSD激勵信號，進行隨機響應分析，得到各易損壞點的PSD加速度響應曲線；通過對位移-頻率曲線與PSD加速度響應曲線，進行全面分析?，判斷有限元模型是否符合質量要求，上述判斷以位移-頻率曲線與PSD加速度響應曲線的峰值是否避開模態響應分析結果中的低頻頻率為原則，避免了符合質量要求的空壓機車架在實際使用中出現共振的情況。

綜上所述，空壓機車架動態分析方法通過有限元分析中的諧響應分析與隨機響應分析進行結合，完成空壓機車架結構的動態分析，具有步驟簡單、耗時短、可靠性強的特點，為空壓機車架的優化設計提供準確理論依據。

附圖說明

圖1為本發明空壓機車架動態分析方法流程圖。

圖2為本發明實施例1中PSD激勵參數設置圖。

圖3為本發明實施例1中PSD加速度響應曲線圖。

具體實施方式

下面結合實施例進一步說明本發明。

實施例1

本實施例空壓機車架動態分析方法步驟如下：

本發明技術方案如下：一種空壓機車架動態分析方法，包括以下步驟：

A、建立空壓機車架有限元模型，定義單元屬性和材料屬性；將模型進行網格的劃分，對于連接部位采用網格單元連接以承受及傳遞力；

B、對有限元模型進行諧響應分析，根據諧響應分析結果繪制易損壞點處的位移-頻率曲線；?