現代的機械制造業正在面臨高精度和高剛度等方向發展,因此對系統精密性和可靠性要求也越來越高。要提高系統的可靠性必須先從系統的本身結構進行優化,傳統的解析法難以完成精確全面的分析,必須通過先進的仿真軟件從動力學的角度進行分析,提高機械系統的先進性。回轉式蒸汽滅菌器在設計時面臨固有頻率的分析問題,本文上海申安醫療器材廠利用大型的通用有限元軟件對回轉式蒸汽滅菌器進行模態分析,得到蒸汽滅菌器的固有頻率。
1 基本原理分析
模態分析是ANSYS中分析結構自然頻率和模態形狀的方法。它假設:①結構剛度矩陣和質量矩陣不發生變化;②一般不考慮阻尼效應,除非用阻尼特征求解法;③機構中沒有隨時間變化的載荷。
2 ANSYS疲勞分析步驟
模態分析的整個過程主要可以分為以下5個步驟:①建立模型;②加載和求解;③擴展模態;④計算;⑤結果后處理。本文上海申安醫療器械廠是針對回轉式蒸汽滅菌器的模態分析屬于有預應力的模態分析,因此在進行模態分析之前先進行靜力分析。
3 模態求解
在上述的基礎上進行模態分析,首先選擇分析類型為模態分析,在Ansys14.0有限元軟件中提供了7種模態求解的方法,其中分塊蘭索斯發適用于大型對稱的特征值求解問題,在實際工程中高于10階頻率的高頻模態比較少,因此在求解設置中擴展模態為10階,底部仍然設置為完全約束,通過ANSYS中的SOLUTION求解器進行求解。
4 結論
通過有限元分析軟件ANSYS分析和研究了回轉式蒸汽滅菌器的固有振動特性,包括了固有頻率和振型,并得出了比較精確直觀的結論。這樣的分析對回轉式滅菌器的優化設計和制造帶來了科學依據,得知了滅菌器固有頻率,我們可以避免由于其他同頻干擾或激振造成絲杠的共振,實踐證明通過有限元軟件進行各種模態分析必將取代傳統的計算方法,其在結構分析中的便捷性使分析設計跨入一個新的計算領域。
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