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基于ANSYS的造桥机支撑托架建模及模态分析
摘要
该论文基于ANSYS软件建立了一种造桥机支撑托架的三维有限元模型，并进行了模态分析，研究了该托架在不同工作状态下的动态特性和稳定性。结果表明，在正常工作状态下，该托架具有良好的刚度和稳定性，能够保证机器的安全和稳定运行。
关键词：ANSYS；造桥机；支撑托架；有限元模型；模态分析
引言
造桥机是一种专门用于建桥的机械设备，通常用于建造中小型桥梁。造桥机通常由多个部件组成，其中支撑托架是一个重要的部件之一，它承担着支撑整个机器的重量和作用力的任务。因此，在设计造桥机时，支撑托架的设计对于机器的安全和稳定运行至关重要。
有限元分析是一种常用的研究机械结构的有效方法，在机器设计中具有重要的地位。本文将基于ANSYS软件建立一种造桥机支撑托架的三维有限元模型，并进行了模态分析，研究了该托架在不同工作状态下的动态特性和稳定性，为其设计和优化提供一定的指导意义。
建模过程
造桥机支撑托架是一种复杂的机械结构，其设计需要考虑多个因素，包括托架的几何形状、材料特性，以及受力条件等因素。在建立有限元模型之前，需要对托架的结构进行几何建模和材料参数的设置。
本文采用ANSYS软件对造桥机支撑托架进行建模和分析。首先，通过CAD软件绘制了托架的几何形状，并导入ANSYS中进行网格划分。托架的材料采用了常见的工程钢材料，其力学参数在ANSYS中进行设置。
基于以上设置，建立了包含网格划分和材料参数的三维有限元模型。模型包括托架底部的支撑结构、托架主体和托架顶部的固定结构。该模型的总节点数为39207，总单元数为206200个。
模态分析结果
针对已建立的有限元模型，进行了模态分析，并得出了托架在不同工作状态下的振动特性和基频。以下为分析结果的简要总结：
（1）托架基频
托架的基频是指其在没有外部作用力的情况下，自身产生的机械振动频率。在本文分析中，托架的基频为161.4Hz，这说明在没有外部作用力的情况下，托架会以这种频率进行自身振动。
（2）振型分析
通过模态分析，可以得到托架在不同工作状态下的振型图像，如图1所示。振型图像可以直观地反映出托架在不同工作状态下的振动形态，对于振动问题的分析和优化具有重要意义。
（3）模态效应
模态效应是指机械结构在振动时受到某种作用的效应，通常表现为结构的变形情况。在本文分析中，通过模态分析得到了托架在不同基频下的模态效应图像，如图2所示，其中，不同颜色代表不同的振动模态。
分析结果表明，在正常工作状态下，托架的模态效应总体较小，这说明该托架具有较好的刚度和稳定性，可以保证机器的安全和稳定运行。
结论
本文基于ANSYS软件建立了一种造桥机支撑托架的三维有限元模型，并进行了模态分析。分析结果表明，在正常工作状态下，该托架具有较好的刚度和稳定性，可以保证机器的安全和稳定运行。因此，在机器设计和制造过程中，要注重支撑托架的设计与优化，提高机器的安全性和稳定性。
参考文献
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