张功学，刘　澜，李松锋，张可欣

(陕西科技大学 机电工程学院，西安　710021)



失谐挖掘器的模态局部化研究

张功学，刘澜，李松锋，张可欣

(陕西科技大学 机电工程学院，西安710021)

摘要：基于土壤液化原理的荸荠采收船是集挖掘、清洗、装箱于一体的荸荠采收设备，可大大提高荸荠的采收效率，其核心结构是挖掘器。挖掘器的挖掘齿和振松齿周期分布在筒体上，即挖掘器是周期对称结构。但因各种因素，实际上的挖掘器并不是理想化的周期对称结构，而是存在小量失谐的类周期结构，即失谐周期结构，失谐使结构出现模态局部化现象。为此，分别建立了质量失调和刚度失调有限元模型，用ANSYS Workbench分别研究了质量失调和刚度失调对挖掘器振动特性的影响。结果表明：挖掘器微小的失调量会产生模态局部现象，且对各阶模态影响程度不同。

关键词：挖掘器；ANSYS Workbench；结构失调；模态局部化

0引言

周期结构是按照一定的规则性和周期性设计和制造的，是由若干相同子结构通过一定的方式相接形成的子结构系统。但是，由于设计、制造误差及材料缺陷等原因，实际的对称结构总会同理论的对称结构之间存在一定的偏差，这种偏差称之为失调或失谐，存在失调的结构称为失谐结构[1]。结构失调会严重影响对称结构的动力学特性，引起结构发生模态局部化、结构的损伤和局部疲劳破坏。如果忽略失调的影响，仍用理想模型来研究其动力学特性，就可能得出错误的结论[2]。……