宽重型地毯织机装备中耦联轴系的动态特性分析

作     者：叶景宇 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐洋

授予年度：2013年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082101[工学-纺织工程] 

主      题：地毯簇绒机 主轴系统 动态特性 传递矩阵法 ANSYS 

摘      要：地毯织机的工作效率和运行稳定性与其结构的动态特性密切相馆,而主轴系统作为地毯织机的核心构件,其结构复杂和低刚度的特点决定了主轴系统对地毯织机动态特性的影响至关重要。本文以宽重型地毯簇绒机的超长主轴系统为研究对象,以提高主轴工作转速、提高地毯簇绒机工作性能为研究目的,借助三维建模软件SOLIDWORKS、有限元分析软件ANSYS以及MATLAB计算平台,对其动态特性进行了分析与研究。 （1）基于传递矩阵法和滚动轴承分析理论,对宽重型地毯簇绒机主轴系统进行理论建模。在MATLAB平台上编写主轴系统动态特性分析计算程序,对主轴系统进行了模态分析和动力学分析,计算出系统的多阶固有频率和临界转速。 （2）基于有限元法,将主轴和轴承的结合面视为弹簧、阻尼连接,通过ANSYS有限元分析软件建立宽重型地毯簇绒机主轴系统的精确有限元分析模型,并采用Lanczos法对主轴系统进行模态分析,计算出轴系前六阶的固有频率、振型及临界转速,结果显示出主轴系统各部分结构振动的强弱分布以及抗振薄弱区。 （3）以两米门幅地毯簇绒样机为研究对象,分别采用传递矩阵法和有限元法对其进行模态分析,并通过单点激振、多点拾振的方法对样机主轴系统进行模态试验,得到主轴系统的模态参数。通过将实验结果与理论分析结果进行比较,验证了理论模型的合理性。 本文通过试验、理论分析计算相结合的方法,分析理论建模的合理性和有效性,为地毯簇绒机的高速化研究及优化改进设计提供了理论依据。研究结果表明,相对于传递矩阵法,利用虚拟样机技术和有限元法相结合的手段可以获得更加精确地的主轴系统动力学分析结果。