基于模態(tài)分析的激光板厚測量儀移動框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、在板厚測量中，振動是影響測量儀測量精度的關(guān)鍵因素之一。本文研究的激光掃描測厚系統(tǒng)的移動框架采用C形結(jié)構(gòu)，振源有來自系統(tǒng)本身的振動，也有外界干擾帶來的振動，都對測厚儀移動框架的運行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。這些振動干擾直接影響安裝于框架上、下梁端部的兩個激光頭的空間姿態(tài)和相對位置而導致測量精度降低。設(shè)計高精度的板厚測量系統(tǒng)，必須了解移動框架振動性能的各項參數(shù)及特性，如剛度、固有頻率、模態(tài)振型，本文在模態(tài)分析和靜動力學仿真的基礎(chǔ)上，運用結(jié)構(gòu)有限元優(yōu)化

2、設(shè)計方法，找出適合于工作環(huán)境的移動框架結(jié)構(gòu)，具體研究工作如下： 1．進行了模擬C形移動框架的振動試驗，得出了C形移動框架結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律。并且通過工業(yè)現(xiàn)場頻譜試驗，確定了C形移動框架有限元仿真的約束和激勵條件。 2．經(jīng)過靜力學有限元分析，證實了移動框架內(nèi)部的筋板組合對剛度有加強作用。建立了車體的動態(tài)特性有限元模型用以模擬實際結(jié)構(gòu)的動力學特性，通過對車體進行試驗?zāi)B(tài)分析，得到車身各階模態(tài)的固有頻率、振型等模態(tài)參數(shù)，經(jīng)過與

3、有限元計算的各階模態(tài)的固有頻率、振型相對比，驗證了有限元模型的正確性。 3．通過有限元模態(tài)仿真計算，將移動框架的各階模態(tài)固有頻率和 振型的和現(xiàn)場測試結(jié)果對比，確定了需要避免共振的主要模態(tài)。通過 諧響應(yīng)分析，計算了C形移動框架在0～300Hz頻率激勵內(nèi)的響應(yīng)振 幅——頻率響應(yīng)曲線，得出了低階頻率共振振幅比高階頻率共振振幅大的結(jié)論，確定了以提高各階固有頻率作為優(yōu)化目標。 4．結(jié)合測試儀工作現(xiàn)場的環(huán)境，通過譜分析和優(yōu)化設(shè)