复杂刚柔耦合系统模态参数识别与振动分析研究.PDFVIP

复杂刚柔耦合系统模态参数识别与振动分析研究 Research on modal Parameters identification and vibration analysis of complexed rigid-flex coupled system 赵丽娟，王乘云 ZHAO Li-juan, WANG Cheng-yun （辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新 123000） 摘 要：基于Pro/E、MATLAB、ADAMS和ANSYS联合建立了采煤机截割部的刚柔耦合振动模 型，将截割部在截割含硬结核或夹矸煤层时碰到包裹体而受到的冲击载荷作为力激励，利用 ADAMS的Vibration模块计算系统在受迫振动下的频响，通过ADAMS的 Postprocessor模 块进行模态参数识别和分析仿真结果，确定了对系统整体性能不利的模态振型和频率，判断出 系统在本研究所假定工况的载荷冲击下不会发生共振，同时也从模态频率角度验证出壳体在此 冲击频率下不会与系统发生共振，而滚筒转速的设计却不符合振动性能要求，通过查看模态振 型对壳体结构提出了修改意见。本文解决了输入负载的精确量化模拟及建模与仿真边界条件 库 等关键技术问题，为采煤机截割部的优化设计和可靠性研究创造了条件。 关键词：ADAMS刚柔耦合； ；采煤机；截割部；模态识别；振动 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号： 例 0 引言 自由度系统的特征值问题，其基本思路是按照工程 案 观点把大型复杂结构抽象为若干个子结构进行模态 采煤机是综采的主要设备之一，它能否安全可 E分析，根据各子结构交界面的位移协调条件求解总 靠地连续工作已成为人们日益关注的课题，而截割 A 体系统方程，以此获得系统的固有频率和模态坐标 部是采煤机上的重要部件，采煤机的大部分功率都 C 下的主振型，最后进行坐标变换求得系统的位移等 消耗在截割部的滚筒上。 动态响应。 采煤机截割部的振动具有非线性和强耦合性， 模 对于刚柔耦合系统，则先解除柔性构件的约 它的振源很多，如安装精度不高；螺旋滚筒上截齿 束，然后求解系统动力学方程，将子结构的自由度 分布不均；硬结核或夹矸对滚筒有冲击等，直接影 分成内部自由度和界面自由度两个集合，分别得到 响着采煤机截割部的寿命和工作性能，特别是在含 凯 正则主模态和约束模态。柔性体使用标记坐标点 有硬结核或夹矸的煤层中，滚筒截齿和煤壁发生复 O （Marker）来添加约束，施加作用力以及测量动态特 杂的力学耦合作用，产生不间断的载荷冲击，导致 E 性，用矩阵的形式表示某一标记点（Marker）的位 截割部的急剧振动，影响其内部传动系统的传动质 M A 移向量 为