文档介绍：碟簧模态的ANSY吩析
碟簧模态的ANSYg析
摘要：对碟形弹簧的模态进行研究,通过有限元软件ANSYS勺模态分析功能进行数值计
算 , 得到了碟簧的固有频率及各阶振型, 并对结果进行了分析, 从而为碟簧的动力分析及应
用提供了设计碟簧模态的ANSY吩析
碟簧模态的ANSYg析
摘要：对碟形弹簧的模态进行研究,通过有限元软件ANSYS勺模态分析功能进行数值计
算 , 得到了碟簧的固有频率及各阶振型, 并对结果进行了分析, 从而为碟簧的动力分析及应
用提供了设计依据。 关键词 : 碟形弹簧模态数值计算固有频率振型 中图分类
号:TB123文献标识码:A文章编号：1007-3973(2021) 08-101-02碟形弹簧是一
种成碟形的弹簧, 多用钢板制成, 也有用其他材料制造用于特殊用途, 它的特点相对其他弹
簧有很大的优点 , 首先它用比较小的体积, 就可以承载很大的压力大, 减震能力强 , 其次 , 根
据实际需要可以采用多片碟簧组成, 可以得到不同的特性, 制成各种减振器。其主要结构和
尺寸见图 1。图 1 碟簧尺寸图 对于碟簧的研究多在于碟簧的载荷- 位移关
系 , 随着碟簧的广泛应用 , 对于动力学特性的研究也多了起来。李力军、吴晓研究了碟簧的
自由振动 , 建立了控制方程, 导出了碟簧的固有频率近似公式??。李俊、金咸定采用数值优
化法详细的研究了非线性动力吸振器的宽带优化设计??。模态分析主要用于确定结构的振
动特性 , 是其它各类动力学分析的基础, 但对碟簧的模态分析研究还尚不系统深入。
随着有限元软件的发展, 利用软件的强大计算功能进行数值计算越来越多。龙靖宇、谢建
刚用有限元软件ANSYS!行大变形碟簧的刚度计算？？。宫克勤、刘扬用有限元软件ANSYS
对储罐进行模态分析, 求出自振频率和振型, 得出自振节点最大位移分布规律??。本文通过
使用有限元软件ANSYS寸碟簧的模态进行分析，得到了碟簧的各阶固有频率及振型，为碟簧
的设计提供了参考依据。 1 建立碟簧的有限元模型
选取国标 GB/T 1972-2021 中 A系列的碟簧，尺寸为：D=40, d=, h=, H=,
t=, 单位均为mm。建模时使用三维实体单元, 有限元模型见图 2 。图
2 加载并求解 由于结构模态与外载没有关系 , 所以求解
时不加载荷，只进行约束，约束方式为底部支承处的竖直方向的约束，即Uy=0。求解时采用
Block Lanczos 法来求解 , 然后指定要扩展的模态数和输出控制选项？？。 固有频
率 经计算得到各阶固有频率见表1。 表 1 碟形弹簧的固有频率(Hz)
振型图 下面是各阶振型图 , 从第五阶给出 , 各阶振型图见图 3。第五阶
主振型侧视图第六阶主振型侧视图 第七阶主振型侧视图 第八阶主振型侧视图
第九阶主振型侧视图 第十阶主振型侧视图 图 3 碟簧的主振型图 2 结果分析
通过对表 1 和图 3 的分析可以得到 , 前三阶固有频率为零, 是因为碟簧的约束只有竖直方向
的约束 , 碟簧的振动为平面运动, 第四阶振型为单纯的上下振动。从第四阶到第十阶的固有
频率逐渐