大拉桿是組合臂架型門座起重機實現變幅的重要部件，屬于細長結構件，容易發生振動，所以進行模態分析是有必要的。本研究分別進行了數學計算、有限元軟件ANSYS與ADINA模態分析，旨在說明計算該類桿件模態的一些方法，通過對比有限元分析結果，對這兩款不同有限元分析軟件的計算特點進行總結，并討論了網格密度對計算精度的影響。
      大拉桿振動模型的質量、阻尼和彈簧都是連續分布的，屬于連續系統(也稱分布參數體系)，利用數學方法對其進行振型和頻率的計算時，所得的控制方程為偏微分方程，雖然求解較難，但能得到精確的解。研究的大拉桿為某公司設計的樣品，其參數如下：長度22000 mm，寬度400 mm，高度560 mm。
      大拉桿上端與象鼻梁尾部鉸接，下端與人字架頂部鉸接，其內部加強筋主要影響其扭轉變形，為便于分析，可將大拉桿簡化為兩端鉸接的等截而梁，建立模型圖見圖。彎曲振動時會發生上下、左右振動，有限元分析方法是進行物體靜態或動態分析時常用的現代分析手段。首先，分別在ANSYS與ADINA有限元軟件中建立等截而梁的有限元模型，僅釋放兩端節點沿軸向轉動的自由度，并設置相同的梁截而參數，以定義等分數目方式劃分網格，依據經驗，將網格密度分為5組不同情況進行研究，分別為500，1000，5000，10000，20000，分別進行計算后獲得分析結果，由振動理論知識可知，在結構的振動過程中起主要作用的是低階模態，故對每個方向的振動只取模態前4階進行對比分析研究。
      在ANSYS軟件的Preprocessor模塊建立5組分析模型，并根據密度分組劃分不同的網格密度，在Solution模塊中選用Block Lanczo、法計算處理.在Ueneral Postroc模塊查看結果。
      同一階次不同網格密度下得到的大拉桿自振頻率基本一致.在Ueneral Postroc模塊分析同一階次不同網格密度下的振型，發現同階次的振型是滿足相同函數關系的，因篇幅有限，僅以網格密度為5 000時的振型為例說明，各階次的振動形狀和方向見圖。
      在ADINA軟件的Structure、模塊分別建立五組分析模型，同樣根據密度分組劃分不同的網格密度，運行求解器，選擇Lanczos iteration算法計算處理后獲得計算結果，在Post-Processing模塊查看分析結果。
      同一階次下不同網格密度得到的大拉桿自振頻率有一部分變化較大，再對比分析同一階次下的振型，同階次的振型滿足相同的函數關系，同樣以網格密度為5000時的振型為例，其形狀和振動方向見圖。
      該大拉桿的長度與截而高度之比約為39，大于10，滿足“簡單梁的理論”，即梁中任一單元的轉動動能與橫向位移動動能比較起來，可以忽略；梁的剪切變形勢能與彎曲變形勢能比較起來，可以忽略。因主要研究大拉桿的無阻尼自由振動，故只需建立彎曲梁自由振動的偏微分方程，若記梁長為Z，取振動的t時刻距離為二處一梁單元并記為t。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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