某型舱段三轴振动夹具的频响分析与结构优化设计

摘要

随着环境振动试验的发展和实际使用要求的提高，振动试件在相互垂直的X、Y、Z三个方向需要同时承受振动环境的影响。试验夹具的结构设计、制作和安装使用作为振动试验时至关重要的部分，会影响试验的成败和试验结果的可靠性。本论文针对某型舱段的三轴振动夹具，通过对夹具设计相关问题的深入研究，并利用有限元分析软件，来模拟振动环境进行试验仿真分析。
　　首先，阐述了结构动力学的基础理论知识，简要叙述了ANSYS Workbench软件的主要特点及分析步骤；通过模态分析算例、随机振动分析算例和ANSYS Workbench的结构优化算例熟悉并掌握软件仿真分析的功能及基本流程，为振动夹具的有限元仿真分析提供理论依据。
　　其次，针对振动试验夹具，阐述了其国内外的研究发展及现状，进一步探究了夹具设计标准及典型振动夹具的设计方法与步骤；针对给定的舱段模型和项目要求，利用Pro/E三维建模软件，初步设计出三轴振动夹具模型。
　　再次，提出改进方案，并对结构改进后的三轴振动夹具模型进行频响分析，研究其固有频率及随机振动响应的结果；参照相应的夹具设计标准，利用结构优化设计进一步完善三轴振动夹具模型。
　　最后，分析优化设计后的三轴振动夹具模型对整体模型系统振动性能的影响，研究其频响分析结果，确保夹具能将三轴振动特性有效地传递，从而验证三轴振动夹具设计的合理性及有效性。

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第一章 绪论

1.1论文背景及研究意义

1.2相关领域的国内外发展现状

1.3本文的主要工作

第二章 结构动力学理论与有限元仿真技术

2.1引言

2.2结构的模态分析理论

2.3结构的随机振动分析理论

2.4有限元仿真技术

2.5仿真分析实例验证

2.6本章小结

第三章 三轴振动夹具的结构设计、改进及频响分析

3.1引言

3.2振动夹具基本介绍

3.3夹具的结构设计及频响分析

3.4夹具的改进设计与频响分析

3.5本章小结

第四章 三轴振动夹具的结构优化设计

4.1引言

4.2结构优化设计理论

4.3遗传算法理论及概述

4.4 ANSYS Workbench优化技术研究

4.5夹具的优化设计流程

4.6夹具的优化设计结果

4.7本章小结

第五章 三轴振动夹具对系统振动特性的影响研究

5.1引言

5.2三轴振动夹具对系统模态分析的影响研究

5.3三轴振动夹具对系统随机振动分析的影响研究

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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