《表1 薄壁环形零件各阶固有频率及振型》

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《薄壁环形零件有限元分析和振动控制》

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在Creo2.0中建立薄壁环形零件3D实体模型并导入ABAQUS。创建频率分析步，采用Lanczos求解方法求解薄壁环形工件前4阶固有频率及振型，输出变量选择位移（U）。为了提高计算精度，网格类型选择六面体单元格C3D20，单元格数量为15 200。将底部圆盘的下表面施加完全约束，固定其所有自由度，模拟固定边界条件，在薄壁环形工件的上端释放所有自由度，模拟自由边界条件。为了模拟实际工况，在底部圆盘和薄壁环形工件的接触面设置弹性接触，法向接触刚度设置为106N/m。对建立的模型进行求解，求解完成后可在ABAQUS的可视化模块查看仿真结果。通过模态分析可以看到结构的各阶固有频率和振型，如表1所示。由表1可以看出，第一阶模态的固有频率为1451 Hz，为薄壁环形零件的固有属性，当加工过程中载荷激振频率与该阶固有频率相近时会引起共振，其他阶模态的固有频率为零件振动衰减引起的倍频程。薄壁环形零件的各阶振型均不相同但存在一定的规律性：振动模态以周向振动为主，表现为花瓣形状；在自由端振动幅度最大，且沿着薄壁环形工件的经线方向振动幅度逐渐减小。