基于ANSYS Workbench碳纖維復合材料綜框的鋪層分析與優化設計
2017-06-07 17:10:13   來源：   評論：0 點擊：

 
摘要：為了滿足高速織機工作過程中綜框振動小和噪聲低的要求，基于ANSYS Workbench 15.0對碳纖維復合材料綜框結構的四種纖維鋪層方案進行模態分析，比較不同纖維鋪層方案的低階固有頻率和振動特性，并與鋁合金綜框進行性能比較。指出：幅寬為190 cm，橫梁厚度為12 mm的綜框，采用纖維鋪層方案1時，綜框具有最佳的動力學特性，其基頻提高了4.514 Hz，自身質量減輕了52.50%，在實現輕量化設計的同時增強了綜框的抗振性；用Response Surface工具箱的Min-Max Search分析，當設計變量V39為143.58 mm、H29為520.00 mm和H40為50 mm時，碳纖維復合材料綜框具有較好的動態特性；研究橫梁高度、側檔寬度以及導板安裝位置對碳纖維復合材料綜框動態特性的影響，并進行不同參數組合優化，可確定綜框結構的最佳參數。
關鍵詞：ANSYS Workbench 15.0；綜框；橫梁；側檔；振動；碳纖維；鋪層；方案；纖維；角度；低階固有頻率；動態特性
中圖分類號：TS103.8；TS103.133   文獻標志碼：A   文章編號：1001-9634(2017)03-0008-07  
Abstract: To satisfy the high speed of heald frame regarding low vibration and low noise in the working process of the loom,modal analysis based on ANSYS Workbench 15.0 is done of heald frame structure of the carbon fiber composite with the four types of fiber layer.Comparison is made to the different fiber layer scheme of low natural frequency and vibration characteristics,and the performance with aluminium alloy heald frame.It is pointed out that the heald frame has the best dynamic characteristics with width 190 cm and thickness 12 mm using fiber layer scheme 1,the fundamental frequency of which increases 4.514 Hz,and the mass of which is reduced by 52.50%,and more,the light weight design enhances the heald frame vibration resistance.The Min-Max Search analysis in the Response Surface of the toolkit finds that when the design variables  V39 is 143.58 mm and  H29 is 520.00 mm and H40 is 50 mm,the heald frame of carbon fiber composite has good dynamic characteristics;the beam height,side block width and guide the installation location of carbon fiber composite on the effect of dynamic characteristic of heald frame,and optimization of different parameter combinations can determine the best parameters of heald frame structure.
Key Words: ANSYS Workbench 15.0;heald frame;beam;side block;vibration;carbon fiber;layer;scheme;fiber;angle;low natural frequency;dynamic characteristics
 
收稿日期： 2016-05-27
作者簡介： 韓斌斌(1985—)，男，河北泊頭人，碩士研究生，主要研究方向為CAD/CAE/CAM和虛擬樣機技術。
網絡出版時間： 2016-10-08 09:29
http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1131.TS.20161008.0929.002.html
 
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