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139-2505-5181周粵吉工程中會遇到各種各樣的振動現(xiàn)象，振動在實際生活中一方面對我們有利，另一方面也會給我們帶來毀滅性的事故。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的安全性能要求越來越高，對產(chǎn)品的要求也越來越嚴(yán)格，路燈安裝車作為重要的檢測工具之一更是如此，所以對檢測車臂架進行模態(tài)分析是非常有-的。模態(tài)分析是以振動理論為基礎(chǔ)，以模態(tài)參數(shù)為目標(biāo)的分析方法。在工程技術(shù)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。模態(tài)分析理論基礎(chǔ)模態(tài)分析是以有限元法為基本理論，通過剛度矩陣求解節(jié)點位移可以將結(jié)構(gòu)離散為多個自由度的振動。振動系統(tǒng)按照某一個固有頻率進行的自由振動稱為主振動，系統(tǒng) 進行主振動的振動形態(tài)稱為模態(tài)。在模態(tài)理論中，具有個自由度的系統(tǒng)，運動微分方程：—系統(tǒng)的矩陣；一系統(tǒng)的剛度矩陣；—系統(tǒng)的阻尼矩陣；理坐標(biāo)表述的位移列陣；一物理坐標(biāo)表述的加速度列陣、速度列陣；—振力向量。均為實對稱矩陣，為正定矩陣，而剛度矩陣可以是正定或半正定矩陣。在路燈安裝車臂架結(jié)構(gòu)中是為了求得主振型和固有頻率，在無阻尼振動中為零矩陣，與此同時令激振力向量為零向量，即可以得到該系統(tǒng)的振動微分方程：⑶設(shè)系統(tǒng)的特解為：***式中—自由響應(yīng)的階幅值列陣。將帶入式得尺式有非零解的充要條件為：尺網(wǎng)系統(tǒng)的頻率方程也就是特征方程，通過對矩陣進行坐標(biāo)變換，解出固有頻率。臂架模態(tài)計算利用大型有限元軟件對路燈安裝車臂架系統(tǒng)進行模態(tài)分析，求解臂架系統(tǒng)的固有頻率及固有振型。常用模態(tài)提取法見表，綜合考慮路燈安裝車臂架自身的特點，臂架模態(tài)分析釆用分塊法。
在模型中包含形狀較差的實體和殼體單元時中低釆用合適由殼或殼與實體組成的模型, 用于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)階以下適用于較好的實體及殼單元組成的模型低高日可用內(nèi)存有-該法運行良-于提取大模型的少數(shù)階模態(tài)階以下適用于以上自由度模型的特征值快速求解對于網(wǎng)絡(luò)較粗的模型只能得到頻率近似值尚低復(fù)頻情況時可能遺漏模態(tài)縮減法用于提取小模型的所有模態(tài)分塊法采用稀疏矩陣方程求解器求解，求解速度很快。模態(tài)分析中，只有前幾階模態(tài)對機械結(jié)構(gòu)性能影響比較大，所以只對路燈安裝車臂架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析提取-階固有頻率和振型。路燈安裝車主要是為檢測人員檢測橋梁提供一個作業(yè)平臺。作業(yè)時，臂架結(jié)構(gòu)處于工作狀態(tài)，工作人員在工作平臺上行走會對臂架產(chǎn)生振動激勵，此振動激勵的特性取決于人行載荷的特殊性。
一般情況下，人的慢走頻率為快走頻率為。利用以上有限元模型，在軟件中，只對模型施加約束，采用分塊法對路燈安裝車臂架進行模態(tài)計算，得到臂架結(jié)構(gòu)-階固有頻率。析通過對路燈安裝車臂架結(jié)構(gòu)模態(tài)計算結(jié)果分析，可以得到以下幾點結(jié)論：在路燈安裝車臂架工作狀態(tài)下，工作人員行走的頻率在到之間。從各階固有頻率表可以看出，一階模態(tài)下人不會與臂架產(chǎn)生共振，二階固有頻率為其值在附近，較易觸發(fā)共振現(xiàn)象。第三階到第八頻率都遠大于，不易出現(xiàn)共振現(xiàn)象。對于較易出現(xiàn)共振現(xiàn)象的二階模態(tài)，可以通過改變工作姿態(tài)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如通過改變臂架伸長量、工作角度等避免。多數(shù)振型特點為平面內(nèi)擺動，如：-階振型到第四階振型，第五階振型為平面內(nèi)擺動，第六階振型到第八階振型為上述兩者的復(fù)合擺動。對于路燈安裝車臂架系統(tǒng)的模態(tài)分析在本文中只考慮了作業(yè)人員對臂架系統(tǒng)的激勵，而在路燈安裝車臂架結(jié)構(gòu)實際工作過程中，還有很因素會對臂架產(chǎn)生激勵作用，如設(shè)備載荷、風(fēng)載等，所以各階固有頻率和模態(tài)振型都會有一定范圍的波動。小結(jié)本章在有限元模型中建立路燈安裝車臂架結(jié)構(gòu)，對危險工況下進行靜力學(xué)計算，結(jié)果表明此臂架結(jié)構(gòu)滿足強度、剛度要求，結(jié)構(gòu)在靜力學(xué)分析情況下處于安全狀態(tài)；同時對臂架結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，并提取-階固有頻率及振型，結(jié)果表明人的行走頻率不會激發(fā)結(jié)構(gòu)共振，但是第二階固有頻率較接近人的行走頻率，有一定的潛在危險，在工作中可通過改變工作姿態(tài)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可通過改變臂架伸長量、工作角度等方式避免。
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