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振动噪声的控制对空调设备十分重要。在空调设备室外单元中,配管系统是最重要的部件,当分析空调设备的振动时,大多数的研究者将目光集中在管件的弯曲成形工艺研究上,还没发现有对弯曲过程的各种现象进行系统的研究并对其振动特性进行系统的研究。本文将对弯管成型过程及成型后做一个较系统的研究,侧重点是研究如何用理论方法推导得出弯管的振动模态,并用推导出的公式与有限元精确建模相结合计算出弯管模态,然后用实验结果验证理论结果正确性;并使用VB语言和ANSYS中的APDL语言建立一个建立管件弯曲特性解析系统。
本论文主要的研究工作共分为六章,具体为:
概述了国内外管材弯曲研究历史与现状,对其研究方法进行了总结,提出了本文研究的主要内容,并指出了研究的目的及意义。
通过对弯管受力状态的分析,建立了对应的力学模型,基于塑性分析,推导出直管弯曲后的壁厚变化公式和椭圆度公式,借助有限元法对弯曲管进行高精度模态频率计算,研究弯曲管几何特性变化对其模态的影响。
运用振动理论中的综合模态法对弯管进行模态分析,推导出第一阶频率公式及振型。此外,对管件的弯曲过程中弹性阶段和塑性阶段的回弹进行了理论分析,得到两个阶段的弯矩公式和回弹角公式,并得出成形角与弯曲角成线性关系的结论。
进行了弯管模态的实验研究,得到了弯管结构的固有频率,并将实验结果和振动解析与数值模拟计算结果进行分析比较,验证了理论推导出的公式。
利用VB软件开发一个弯管振动解析系统的人机交互界面,用于弯管的模态分析。
最后总结了全文的研究内容,并且对该方法的未来进行了展望。