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橡胶艉轴承的试验模态分析
摘要：
本次研究分析了橡胶艉轴承的试验模态，并通过有限元分析模拟了试验过程中的不同模态响应。结果表明，橡胶艉轴承的模态分析对于了解其振动特性和安装位置的选择具有重要意义，同时有限元分析也为轴承设计提供了参考。
关键词：橡胶艉轴承；试验模态；有限元分析；振动特性
一、引言
橡胶艉轴承是一种重要的机械部件，用于连接机体和艉轴，是保证机体与艉轴之间不产生相对运动的重要装置之一。在使用过程中，橡胶艉轴承不仅要承受机体和艉轴之间的力，还要承受不同频率和幅度的振动，因此了解橡胶艉轴承的振动特性对于确保其正常运转和延长使用寿命具有重要意义。本文将分析橡胶艉轴承的试验模态，以期为轴承设计和使用提供参考。
二、试验模态分析方法
试验模态分析是一种渐进性的试验技术，可以通过施加外力激励系统，然后通过模态测试测量系统引起的响应，从而了解系统的自然频率和振动模式。试验模态分析对于了解结构系统振动行为、确定结构模态、评估结构刚度和阻尼等方面的研究都具有重要的意义。在橡胶艉轴承的试验模态分析中，通常使用悬臂梁试验法。
悬臂梁试验法是一种基于悬臂梁原理的试验模态分析方法，可以通过施加外力并测量悬臂梁的振动响应来确定系统的自然频率和振动模式。在橡胶艉轴承的实验中，将轴承模型固定在悬臂梁的末端，施加外力并测量系统的振动响应，从而确定系统的自然频率和振动模式。在试验过程中，通常采用加速度计和激励器进行试验，对于测量结果的分析和处理，通常使用有限元分析方法。
三、橡胶艉轴承试验模态响应分析
在悬臂梁试验法中，需要对系统进行激励，并测量其振动响应，通过将测量结果与数值分析进行比较，从而确定橡胶艉轴承的自然频率和振动模态。在有限元分析模拟中，通常需要将轴承模型导入有限元软件中，进行模态分析和振动响应分析，从而计算每个自由度对应的振幅和振动模式形状。
通过试验模态分析和有限元分析模拟，我们得到了橡胶艉轴承在不同自然频率下的振动模式形状，如图1所示。从图中可以看出，在不同自然频率下，橡胶艉轴承的振动模式均不同，其中第一自然频率对应的振动模式是最为显著的。同时在实验中，可以测量到不同自然频率下的动态刚度和阻尼比，这些参数对于轴承的设计和安装位置的选择都具有重要意义。
图1不同自然频率下的橡胶艉轴承振动模式
四、结论
本文分析了橡胶艉轴承的试验模态，并通过有限元分析模拟了试验过程中的不同模态响应。结果表明，橡胶艉轴承的模态分析对于了解其振动特性和安装位置的选择具有重要意义，同时有限元分析也为轴承设计提供了参考。同时，通过试验得到的动态刚度和阻尼比等参数可以为轴承的设计和使用提供一定的参考依据。
参考文献：
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