云梯车梯架结构模态及灵敏度分析,  白云云梯车出租, 云梯车价格, 云梯车多少钱  模态分析用于提取结构的固有频率和振型，是承受动载荷结构设计的重要参数，可为结构的设计优化提供重要的理论依据，是结构动态分析的重要内容。本章通过对云梯车梯架结构进行模态分析，计算其梯架结构固有频率和对应振型图，从模态角度研究梯架结构的动态特性。灵敏度分析是现代结构设计的高级方法，能够分析得到结构设计中各参数对结构整体特征变化的敏感程度和贡献度。本章在梯架结构模态分析的基础上，通过对其进行模态灵敏度分析，找出对梯架结构低阶模态敏感部位所在，为后续章节梯架结构的优化研究提供基础。

       模态是机械结构的固有振动特性，机械结构每阶模态皆由特定固有频率、阻尼比和模态振型组成。模态分析是结构固有振动特性分析的主要方法，在模态分析的基础上可进一步进行结构的谐响应分析、谱分析和瞬态动力学分析。模态分析法主要分为计算模态法和试验模态法。通过有限元软件计算获得结构模态参数的方法，称为计算模态分析法；通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别而获得结构模态参数的方法，称为试验模态分析法。本文研究采用计算模态法分析云梯车梯架结构的模态参数，通过软件ANSYSWorkbench完成对梯架结构模态参数的计算识别工作，分析步骤主要为以下三步：（1）建立结构的有限元模型；（2）施加约束，定义求解方法和输出结果控制，求解模型；（3）显示求解结果振型云图，提取模态频率及振型参数。

      

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       基础模态分析是动力学分析的基本内容，遵循动力学分析的基本平衡方程： M——质量矩阵，C——阻尼矩阵，K——刚度矩阵；位移向量、速度向量和加速度向量；力向量。阻尼矩阵满足粘性比例条件，则称振动系统为粘性比例阻尼系统，若不满足则称为非比例阻尼系统。本节对梯架结构的模态分析是基于比例阻尼系统的实模态分析。进行傅里叶变换，对于线性时不变系统，系统任一点响应都可以表示为各阶模态响应的线性组合，则第i点的响应：ij——第i个测点第j阶模态振型系数；——第j阶模态坐标。记列向量为振型系统第r阶模态向量，则各阶模态向量组成的模态矩阵为：可求出系统的固有频率，结合上述公式，即可求出系统的固有振型。将固有振型归一化，用子空间迭代法求解的特征值问题。模态分析，也称为模态提取，实际上就是进行方程特征值和特征向量的求解。

      梯架结构模态分析系统固有振动特征主要由系统的固有频率和振型向量表示，其中系统低阶固有频率对系统整体的动态响应贡献量最大，故研究系统的振动特性只需得出系统的低阶（常前六阶）固有频率和振型向量即可。本节在上章建立的云梯车梯架结构有限元模型基础上，通过软件ANSYSWorkbench对其进行自由模态仿真分析，提取梯架结构的前六阶模态。因不考虑外在激励源对梯架结构振动特性的影响，本节只计算梯架结构在最危险工况下的模态，云梯车梯架结构的前六阶模态固有频率都在10Hz以内，且相邻两阶的固有频率数值较为接近。梯架结构第一阶与第二阶、第三阶与第四阶振型相似，方向垂直，第五阶与第六阶振型主要表现为梯架顶端的扭曲变形，只是变形程度不同。从梯架结构的前六阶模态振型图可以看出，梯架振动的节点主要在梯架一顶端弦杆处以及梯架三、梯架四之间连接部分处。由此可见，此两处是梯架结构实际工作中主要受交变应力的地方，容易诱发产生疲劳现象，造成梯架结构的提前破坏。消防泵的工作频率一般在24Hz以上，发动机的振动频率一般也在100Hz以上，两者正常工作时，对梯架结构的前六阶模态振动不会产生大的影响，但启动时有可能发生共振；消防员爬梯行走频率一般集中在5Hz以下，工作环境风载荷频率也有可能在10Hz以内，这两者与梯架结构前六阶模态较为接近，实际救援中可能会形成共振，造成梯架结构振动的加剧。