模拟机匣（共4篇）
模拟机匣 篇1
整机动力学设计是航空发动机总体结构设计的重要组成部分。对于由多个部件组成的复杂航空发动机整机结构,其动态性能由这些部件以及部件与部件之间结合部的特性共同决定。如何将每个结合部的特性合理地引入整机结构进行高效建模,并准确评估其动力学特性,一直是困扰航空发动机工程技术人员的问题之一[1,2]。
对此,工程上一般有两种解决方法。第一种方法是建立整机的有限元模型,将弹性结构离散化为一定数量的具有质量、弹性特性的单元后,在计算机上作数学运算。但使用纯粹的有限元整机模型,其建模工作十分巨大,而且由于物理参数的不确定性、边界条件的近似处理以及缺乏阻尼参数等原因,导致单纯的有限元建模精度难以保证[3,4]。另一种方法是对整机结构进行模态试验,识别出模态频率、模态振型等模态参数。这种方法的缺点是需要实物模型,而在产品的设计初期或者样机未投产之前无法进行,因此限制了其使用范围。
近年来,将试验技术与传统有限元仿真方法相结合的混合仿真思想在工程界逐步推广起来。混合仿真是针对包含两个以上部件的复杂整体结构,建立由试验模型和有限元模型综合而成的一种用于整体结构振动分析与预测的混合模型[5,6,7,8,9]。由于混合模型中包含了试验模型,使得分析结果更接近于实际情况,计算结果精度更高。
本文利用LMS Virtual Lab独特的混合仿真技术,将其用于航空发动机模拟机匣振动特性的计算与分析。建立模拟机匣的混合模型和计算相应的模态,并进行模拟机匣的模态试验,将计算模态与试验模态进行对比分析。
1 LMS Virtual Lab混合仿真
混合仿真(hybrid simulation)将试验得到的部件动力学模型和部件有限元模型相结合,用以建立更大的整机混合模型[10,11]。在样件存在时,混合仿真基于试验结果,当样件不存在或者需要迭代时,混合仿真基于有限元模型。试验建模可大大加速仿真过程,同时也更易于与更复杂的样件集成或再利用已有样件,混合仿真模型可以大大提高设计早期整机系统动力特性预测的准确度。同时使得工程师们可以尽早评价和改进设计,加快产品研制进度,改进产品质量。还可避免产品开发末期许多额外的实物原型制造和试验工作,节约开发成本。
LMS Virtual Lab采用独一无二的混合仿真技术,它将实物试验和有限元仿真的优势相结合,新的设计过程不仅速度更快,而且结果更加精确可靠。因为经试验验证过的模型已经嵌入到整机的混合模型中。LMS Virtual Lab共提供三种耦合方式,将试验模型与有限元模型进行耦合,以建立刚性、柔性以及随频率变化的连接。这三种耦合方式即基于频响函数的子结构综合、模态综合和有限元-有限元综合。基于频响函数的子结构综合是以部件的频响函数为基础;模态综合是基于不同部件的单个模态;有限元-有限元综合是LMS Virtual Lab自动将基于试验的模态模型转换为动力特性相当的有限元模型后,通过有限元求解器完成的。LMS Virtual Lab拥有强大的集成环境和综合功能,可以独立地进行基于频响函数的子结构综合、模态综合以及自动进行有限元-有限元综合。
2 模拟机匣
航空发动机工作时,在转子与静子上作用有各种负荷,承受和传递这些负荷的机匣系统是航空发动机重要的承力系统。机匣是典型的薄壁结构,分析其动力学特性以保证其在航空发动机工作时,能够安全、可靠的工作具有重要的意义。根据航空发动机机匣的实际结构,设计了一套薄壁桶状结构来模拟航空发动机机匣,如图1所示。模拟机匣由带单安装边模拟机匣和带双安装边模拟机匣组成,二者通过螺栓连接。
3 模拟机匣振动特性计算
3.1 单安装边模拟机匣计算模态分析
利用Nastran软件,建立了单安装边机匣的有限元模型,如图2所示,建模时采用四节点四边形壳单元,采用较小的网格尺寸,以提高计算精度。表1为单安装边机匣的有限元模态结果。从表1中可以看出,前12阶模态共包含6对重模态。图3给出了前3对重模态的模态振型。从图3可以看出,重模态的振型一致,只是振动相位有差别。前3对重模态分别为自由边椭圆、自由边三节径以及安装边椭圆振型。
3.2 双安装边模拟机匣试验模态分析
采用多点激励单点响应的模态测试方法,对双安装边机匣进行模态测试。模拟机匣通过橡皮绳悬挂的方式来模拟“自由-自由”边界条件,采用力锤激励、加速度传感器测量响应的方式。选用的加速度传感器的频响范围是0.5~10 000 Hz,测试分析频率范围选为0~5 000 Hz。在双安装边机匣上选取了161个激励点,建立的机匣测试模型如图4所示。测试时,采用两个传感器布置在相互正交的位置上,一方面可以用来相互校验,另一方面也可以有效识别出机匣中的重模态。
表2给出了双安装边模拟机匣的前12阶模态(6对重模态)。图5给出了双安装边机匣的前6阶模态振型图。从图中可以看出,每对重模态振型相同,只是周向振动方位相差90°。其中第1、2阶模态为单边椭圆振型,第3、4阶模态为双边椭圆振型,第5、6阶模态为单边三节径振型。
3.3 组合机匣模态分析
采用同样的模态测试方法,对单安装边和双安装边机匣组装在一起的组合机匣进行模态测试,建立的组合机匣测试模型如图6所示。
图7为组合机匣的前6阶测试模态振型图,从图7中可以看出,各对重模态振型类似,振动相位有差别。前三对重模态振型分别为单安装边椭圆、单安装边三节径以及单安装边四节径。
使用LMS Virtual.Lab软件,利用单安装边模拟机匣有限元模型和双安装边模拟机匣的试验模型建立了组合机匣的混合模型。在此基础上,计算了基于混合模型的组合机匣模态,相应的模态结果如图8和表3所示。图8给出了基于混合模型的组合机匣前6阶模态振型,与图7中的组合机匣试验模态振型相比,使用混合仿真方法计算的组合机匣模态与试验模态振型一致。表3给出了组合机匣的试验模态与基于混合模型的计算模态结果对比。可以发现,二者最大频差不超过1.5%。由此证明了使用混合仿真方法得到的计算模态与试验模态接近,能有效反映模拟机匣的振动特性。
4 结论
①单安装边机匣的前12阶计算模态由成对的6组重模态组成,模态频率位于180 Hz至1 435 Hz之间,模态振型主要为椭圆和节径振型。
②双安装边机匣的测试模态结果表明,其测试模态由成对的重模态组成。在1 750 Hz频率以下,存在6对重模态,模态振型同样是椭圆和节径振型。与单安装边机匣的模态频率相比,双安装边机匣对应的模态频率较高。
③使用LMS Virtual Lab软件,基于单安装边机匣有限元模型和双安装边机匣试验模型建立了组合机匣混合模型。其计算模态结果与组合机匣的试验模态结果相比,二者最大频差小于1.5%,且均由成对的重模态组成,模态振型一致。由此,验证了使用LMS Virtual Lab混合仿真方法建立的混合模型的正确性。
参考文献
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模拟机匣 篇2
故事中我感到最有趣的是，那个神秘的树洞里有三扇门，每扇门里都有一只箱子，每只箱子上坐着一只狗。第一只狗的眼睛有茶杯那么大，第二只狗的眼睛有水车轮那么大，第三只狗的眼睛简直有圆塔那么大。士兵只要一擦打火匣，那些狗就会听他的使唤，这可真有意思。
我很喜欢打火匣这个故事，故事中的士兵很善良，他把得到的钱分给了穷苦人，他还很勇敢，他杀死了坏巫婆。
杆本司钓,匣本司装 篇3
楚人有卖其珠于郑者。为木兰之柜, 熏以桂椒, 缀以殊玉, 饰以玫瑰, 缉以翡翠。郑人买其椟而还其珠。此可谓善卖椟矣, 未可谓善鬻珠也。——《韩非子》
前者鲁人, 垂钓的位置很对, 但是, 钓鱼竿的“过分包装”与上钩鱼的寥寥无几却反差强烈。后者楚人, 本欲卖珠却卖出了椟, 对匣子的“过分包装”, 表明只重外表而不顾实质舍本求末的选择不足取。
钓鱼竿, 最基本的功用是钓鱼, 实用性是第一位的, 只要杆直、韧度高、不容易折断, 再配上合适的钓鱼线和钩就能实现钓鱼竿该有的功效, 其他的装饰是没有必要的。匣子本来是用来装明珠的, 最基本的功用是盛器, 其次才是追求匣子和明珠相宜得彰, 衬托明珠的价值, 而不是喧宾夺主, 夺了明珠的锋芒, 导致本欲卖珠却卖出了椟的尴尬。两篇寓言故事——金钩桂饵和买椟还珠, 共同的错误就是忽视了事物的最基本功效, 片面地或者过度地追求形式的美观, 最终招致损害了事物本身的功用性。
这样的“悲剧”在医院建筑中并不少见。
医院建筑不同于其他建筑, 它的功用性是摆在第一位的, 能够为患者提供安全保障的医疗救助服务才是最根本的, 其次才是美观。如果一个医院连安全保障的医疗救助服务都无法提供, 它首先就不合格, 再美的装饰设计也无法吸引患者前来就诊。一个美轮美奂却没有患者的医院也无法生存和发展下去。
县级医院和其他的医院建筑有很多建设共通点, 但是由于规模和资金的限制, 它有自己一套独成体系的建设理念和建设要点。县级医院和其他医院建筑都隶属于医院建筑, 功用性是第一位的原则是不能动摇的。考虑到县级医院建设资金有限, 没有能力兼顾高档次和优质精美的设计装饰, 怎样在落实和保证功用性的前提下, 戴着资金短缺的“镣铐”, 跳出适宜县级医院服务人群的“舞蹈”是县级医院建设涉及的多方人员应该思考的问题。
打火匣读后感 篇4
士兵在老巫婆的诱惑下，通过树顶进入到了树洞里面。里面有很多灯，还有三个房间，第一个房间里放着铜，有一只眼睛有茶杯那么大的狗;第二个房间放着银，有一只眼睛像水轮式的狗;第三个房间放着金，有一只眼睛像圆塔一样的狗。士兵按照老巫婆的方法，分别进入了每一个房间，他捡了银就丢了铜，捡了金就丢了银。最后他带着旧打火匣和金出来了。他与可憎的老巫婆发生了冲突，他用身上所带的剑把老巫婆的`头砍掉了。于是他带着金和旧打火匣进了城，他开始变得不一样了，有华美的衣服穿，帮助一些穷苦人们，交了很多朋友，这些朋友都说他是一个稀有的人物，一位豪侠之士。但他一旦没有钱，他就不得不从那些漂亮房间里搬出来，住到顶层一间阁楼里去，他的朋友也不再过来看他。后来，他发现了旧打火匣的用法，在那三只忠实于主人的狗的帮助下，他又重新过上了有钱人的生活，而且还看到了在铜宫中生活的寂莫的公主，经过一番波折，士兵当上的国王，也娶了心爱的公主。故事中的结局是完美的。
我想在现实生活中每一个人都希望有像士兵一样好的结局。只要我们努力，只要我们坚持不懈，只要我们勇往直前，不怕风吹雨打，就一定能实现我们的目标。如果有一天跌倒了，也要勇敢地站起来。失败并不可怕，最怕的是不能够面对现实。道路是曲折的，前途是光明的，这句话时刻帮我敲着警钟。是的，世界之大，它充满了新鲜，充满了活力，更充满了诱惑和坎坷。可是这并不可怕，老天是公平的，这也许是它给我们开了一个小小的玩笑，它从我们身边抢走了一些东西，同时我们也会得到一些更珍贵的东西，就像我们没有了青春，但是我们却拥有了成熟……
所以朋友们，生活是美好的，我们可以在蓝天下自由的享受着阳光、雨露和光明，乐观面对生活，生活也一定会笑着迎接我们。