虹吸刮刀离心机机座的有限元模态分析*

王学永，李树旺

(广州广重分离机械有限公司，广东 广州 511495)

0 引 言

机座是支承连接离心机各零部件并承受载荷的主要机构，是整个离心机的基体。离心机的绝大多数部件和总成都是安装在机座上的。这就要求机座必须具有足够的强度及刚度，因此，对其进行模态分析以获得固有特性就很有实际意义。

目前，国内外针对虹吸刮刀离心机机座模态方面的分析较少。文献[1]以某车型前副车架为研究对象，建立副车架的有限元模型，对其进行了结构强度与模态分析。文献[2]利用壳单元对香蕉型振动筛筛体结构建立了有限元模型，对其进行了模态分析，计算出了结构的固有频率及固有振型。有限元法是一种分析计算复杂结构的极为有效的数值计算方法[3-7]，为进行机座的固有特性模态分析提供了有力的工具。笔者利用有限元分析软件对GKH1800-N型虹吸刮刀离心机的机座进行了模态分析，计算了前20阶的固有频率和振型向量，为研究机座的固有特性提供了可靠依据。

1 基础理论

模态分析是研究结构动态特性的主要方式，利用结构的模态分析可以得到结构固有频率及振型特性。在多自由度模态分析理论中，一般多自由度系统结构的动力学微分方程可表达为:

(1)

式中：M、C及K分别为系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；Z(t)为系统的广义坐标矢量；F(t)为系统受到的广义外力。

当系统无外激励且忽略阻尼影响时，式(1)即表达为：

(2)

由系统各质点按某一频率做简谐运动，式(2)的通解可表达为：