如何利用振动分析结果进行材料强度设计?

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仿真条件

一个零件(如图1所示)在振动台上作正弦扫频振动试验,扫频范围为60~200HzY方向振动加速度为50m/s2。

如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图1
分析步骤:

1.首先作模态分析,选取底部12个孔作固定约束,提取前六阶固有频率,如图2所示。

详细设置和约束条件:

如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图2

模态分析结果:




模态 一阶 二阶 三阶 四阶 五阶 六阶
频率/Hz 22.592 27.942 64.008 242.31 551.09 670.76


2.然后作谐响应分析,约束条件同模态分析,同样约束底部12个孔,整体施加Y方向振动加速度50m/s2,扫频范围设定为60~200Hzsolution intervals分别设定为10140,取图3所示的两个位置(一个为顶点,另一个为曲面)作为频率响应监测点,观察这两种情况下谐响应应力情况和频率响应情况。

如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图3

谐响应分析结果:

solution intervals设定为10时(图4,图5和图6):

如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图4


如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图5


如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图6


solution intervals设定为140时(图7,图8和图9):


如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图7


如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图8


如何利用振动分析结果进行材料强度设计?的图9

请教各位大侠

一、如何利用谐响应分析结果进行材料和结构强度设计?

二、以Maximun Over Frequency方式提取all bodiesEquivalent Stress,当扫频范围设定为60~200Hzsolution intervals设定为10时最大应力值为285.42MPa(图4所示);当扫频范围设定为60~200Hzsolution intervals设定为140时最大应力值为3.5552e+005MPa(图7所示),初步分析,当solution intervals设定为10时,并没有捕捉到共振点,所以应力值较小,当设定为140时,由于共振的作用,应力值剧增,但是应力值大的离谱,由此怀疑获得的谱分析应力值是否可靠,若可靠的话,为什么这么大?若不可靠的话,为什么会出现这种情况?那我该如何利用谐分析获得应力结果?
三、谐响应分析时,当Solution Intervals设定为不同值时得到的结果差异很大,那solution intervals到底该如何设置呢?

四、从图6和图9可以看出,当取X Axis的Directional Deformation时,在Frequency约为85Hz时,曲线发生跃变,而此处又不是共振点,这是为什么呢?

五、在图5、图6、图8和图9最右边都有个方框(蓝色圈内),它代表什么呢?

六、比如材料的屈服强度为355Mpa,而谐响应分析求的结构某处的应力为355Mpa,是不是说明材料开始发生屈服啦?
七、比如材料在应力S100Mpa下的疲劳寿命N1000次,而谐响应分析求的结构某处的应力为100Mpa,是不是说明在经过1000次循环后,此处发生疲劳破坏和断裂?

谢谢!

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