刘 嵩 付延龙 李志强 周 斌 王卫东 朱文渊

(1.安阳工学院机械工程学院，河南455000；2.安阳锻压机械有限公司，河南省455000)

模锻锤成形速度快，是模锻车间使用最广泛的设备。传统模锻设备以皮带锤、蒸汽-空气锤和摩擦压力机为主，能耗高、精度低，打击能量不可调节。全液压模锻锤不仅能数控化控制打击能量，提高锻件质量，延长模具寿命，还便于使用机器人自动上下料，易于实现模锻生产线全自动化生产。

在模锻锤设计中，除了考虑结构强度外，还要考虑设备的振动特性，仅仅进行静力学计算已不能满足模锻锤使用要求。对模锻锤机架进行模态分析，提取其固有频率和振型，对模锻锤使用过程中有效避免共振、降低噪声具有重要意义。本文利用ANSYS Workbench软件对C92K-125全液压模锻锤机架进行了有限元模态分析，并进行了详细评价。

1 模态分析基本理论

模态分析是计算结构固有频率和振型的数值技术。若设备的固有频率和所承受的动态载荷频率接近或者相同，设备不可避免地会产生共振，振幅增大，并且引起很大噪声。设计人员可在设计初期以模态分析为基础，找出结构的固有频率和振型，通过修改结构设计从而避免共振。

模态分析的实质是找出结构振动特征方程的特征向量及特征值。在不考虑激励，只寻找机构自由振动的固有频率和振型时，阻尼对系统影响不大，可以忽略。结构无阻尼自由振动运动方程为：

[M]{x″ }+[K]{x}=0

(1)

式中，[M]为质量矩阵；{x″ }为加速度矢量；[K]为刚度矩阵；……