高速织机综框的动态特性分析与设计(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03

  网格划分过程中对综框各部件进行网格控制,使要素大小都适合各部件自身的形状结构,从而建立正确的有限元分析模型,保证获得精确的分析结果。网格化后的综框模型如图3所示。

  

高速织机综框的动态特性分析与设计

  在对综框进行有限元分析之前必须定义它的材料特性,综框属于薄形框架类结构,织机工作时综框上下往复运动,承受经纱张力动载荷,并且把剧烈振动传递给经纱。加剧了经纱在综眼中的摩擦。考虑到综框工作时的承载和变形情况,在综框设计时使用的材料必须要保证它的刚度和强度。

  本项研究在进行有限元分析时,对综框的上下横梁、左右侧档、导板及综丝夹选择COSMOSWorks材料库中的铝合金材料1060-H18Rod(ss)。此型号铝合金材料具有质量轻强度高的特点,可满足综框工作时的性能要求。而对于穿综杆则采用强度高韧性好的弹簧钢65MN。综框材料的主要参数如表1所示。至此,综框的有限元模型已建立完成,接下来就可以在COSMOSWorks中对已完成的有限元模型进行求解分析。

   

    本项研究先对190 cm幅宽织机的综框进行分析,然后通过参数化技术手段改变综框的几何模型,分别对230 cm和280 cm幅宽织机的综框进行有限分析。COSMOSWorks对这3种不同筘幅综框的分析数据如表2所示。

  

    由表2数据可知,以190 cm筘幅综框为例。整个综框被划分为86 048个单元,共157 048个节点,每个节点有X、Y、Z方向3个自由度,最多可获得471 144阶固有频率及相应振型。建立综框振动方程为:

    [M]{X}+[K]{X}={0}

    此系统振动方程是一组二阶常系数齐次线性微分方程组,其中质量矩阵[M]为单位阵.刚度矩阵[K]为对称阵,且[M]和[K]均为471 144阶方阵。此振动方程可通过线性变换解耦合来求其解,而COSMOSWorks采用的是FFE(Fast Finite Element)求解器。即快速有限元法,一种可以保证结果收敛的快速迭代法。

    其他两种综框振动方程的建立方法与此相同,但是由于有限元模型自由度的增多,振动方程组的维数也随之增大。

    3结果与分析

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