现代的机械制造业正在面临高精度和高刚度等方向发展,因此对系统精密性和可靠性要求也越来越高。要提高系统的可靠性必须先从系统的本身结构进行优化,传统的解析法难以完成精确全面的分析,必须通过先进的仿真软件从动力学的角度进行分析,提高机械系统的先进性。回转式蒸汽灭菌器在设计时面临固有频率的分析问题,本文上海申安医疗器材厂利用大型的通用有限元软件对回转式蒸汽灭菌器进行模态分析,得到蒸汽灭菌器的固有频率。
1 基本原理分析
模态分析是ANSYS中分析结构自然频率和模态形状的方法。它假设:①结构刚度矩阵和质量矩阵不发生变化;②一般不考虑阻尼效应,除非用阻尼特征求解法;③机构中没有随时间变化的载荷。
2 ANSYS疲劳分析步骤
模态分析的整个过程主要可以分为以下5个步骤:①建立模型;②加载和求解;③扩展模态;④计算;⑤结果后处理。本文上海申安医疗器械厂是针对回转式蒸汽灭菌器的模态分析属于有预应力的模态分析,因此在进行模态分析之前先进行静力分析。
3 模态求解
在上述的基础上进行模态分析,首先选择分析类型为模态分析,在Ansys14.0有限元软件中提供了7种模态求解的方法,其中分块兰索斯发适用于大型对称的特征值求解问题,在实际工程中高于10阶频率的高频模态比较少,因此在求解设置中扩展模态为10阶,底部仍然设置为完全约束,通过ANSYS中的SOLUTION求解器进行求解。
4 结论
通过有限元分析软件ANSYS分析和研究了回转式蒸汽灭菌器的固有振动特性,包括了固有频率和振型,并得出了比较精确直观的结论。这样的分析对回转式灭菌器的优化设计和制造带来了科学依据,得知了灭菌器固有频率,我们可以避免由于其他同频干扰或激振造成丝杠的共振,实践证明通过有限元软件进行各种模态分析必将取代传统的计算方法,其在结构分析中的便捷性使分析设计跨入一个新的计算领域。
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