不锈钢旋振筛重新在ANSYS中计算了位移量的变化情况,结果如图6和图7所示。通过分析关键点的谐响应曲线,可以得出结论:结构改进以后,筛体在正常工作时基本上不存在应力集中现象和较大的变形,更不产生谐响应共振现象,在工作频率附近的变形量和应力集中的振动幅值非常小。因此证明了结构修改的正确性。按照尺寸1∶10的比例建立了不锈钢旋振筛的模型样机,其实验模态分析流程如图8所示。手动锤击模态实验系统如图9所示。使用的实验设备是北京波普公司开发的WS-5294锤击测振系统,包括不锈钢旋振筛力锤、压电式加速度传感器、多通道电荷放大器、数据采集仪和笔记本计算机。该实验选取了108个测点,支撑方式为模拟实际筛体支撑,采用力锤模态实验分析的方法。实验结果提取了结构的前8阶固有频率。振动台模态实验系统如图10所示。

把不锈钢旋振筛模型固定在J-100机械振动台上,振动的频率由KJ-4控制仪控制。在固定的频率条件下,利用压电式加速度传感器采集振动信号,采集到的振动模拟信号由多通道电荷放大器转换为数字信号,并将不需要的频段的信号或噪声信号过滤,使采集到的信号更加纯净。然后,数据采集仪采集到数字信号,经电脑同步采样进行数模转换,并记录信号。表3所载为手动锤击模态实验系统和振动台模态实验系统的测试结果。表3实验所得不锈钢旋振筛模型固有频率和有限元计算固有频率对比Hz模态有限元法计算的手动锤击法得到的振动台实验法得到的差值差值实验得到的固有频率和有限元法计算出来的固有频率是比较接近的。手动捶击法和有限元法相比较,最小差值0.410Hz,最大差值7.543Hz。振动台实验法和有限元法比较结果,最小差值0.102Hz,最大差值7.088Hz。如图11所示,手动捶击法实验得到的固有频率小于有限元法计算得到的固有频率,而振动台实验法得到的固有频率大于有限元法计算得到的固有频率。作者认为,这主要是由于实验过程中,手动的能量不足以激发出模型的所有模态,且振动台实验的并不是实物。实验模态分析是在尺寸1∶10自制的模型上进行研究的,模型不锈钢旋振筛的质量比原型不锈钢旋振筛缩小近10倍。此外,由于有限元法计算模态参数时,将结构理想化、线性化,而实际结构存在非线性因素,而且计算的模型相对于实验模型有一定程度的简化,同时模态实验也存在着测量误差等等。这些因素都会使这两种方法得到的结果有一定的误差。从图11可以看到两种实验方法与有限元法的结果的相关性基本上是一条直线。模型实验与有限元法提取的模态频率的相关性3结论(1)本研究建立的的有限元模型是正确的,计算出的结果也是准确可信的,实验结果和有限元法计算结果基本一致。(2)两个模态分析方法验证了该不锈钢旋振筛在工作过程中固有频率接近工作频率,容易产生很大的振动,结构也容易产生疲劳损坏,因而对原筛体的改进是非常必要的。(3)在模态分析的基础上,对结构提出了修改方案,并在试验过程中对修改方案进行了多次改进,使的固有频率远离其工作频率。(4)通过对不锈钢旋振筛动力响应分析,发现后挡板因为设计较薄而出现屈曲问题,经修改增加后挡板厚度2mm,使该的整体固有频率更远离了其工作频率(16.33Hz),从而使该大型直线不锈钢旋振筛工作更加安全、平稳。

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