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ansys 谐响应分析在纸机振动分析中的应用 余振伟 福伊特造纸（中国）有限公司 215300 [ 摘 要 ] 本文通过ansys 有限元谐响应分析结果与振动测试结果进行比对，判定出纸机网部产生振动超 过许可值可能的原因，为本台纸机性能提升提供参考。 [ 关键词 ] ansys; 谐响应分析；振动；纸机 The application of Ansys Harmonic Response Analysis on The Vibration Analysis of Paper Machine Yu Zhenwei Voith Paper China Co., Ltd. 215300 [ Abstract ] In order to judge the reasons of the vibration exceeding the allowable value of wire section of paper machine, this article shows the comparing the result of ansys harmonic response analysis with vibration measurement. The founded reasons are provided a reference for the improvement performance of the paper machine. [ Keyword ] Ansys; Harmonic Response Analysis; Vibration; Paper machine 1 前言 纸机是典型的旋转类机械，在纸机系统中有上百个辊子旋转实现由纸浆到纸张的制作 过程。纸机机架的振动特性直接影响纸张的品质。然而对于大型纸机，想要让机架固有频 率避开所有不同直径辊子的激振频率是困难的，这时只要满足该机架的最大振动振幅小于 许可值，我们也认为这个机架的振动属性是合格的。利用ansys 软件，建立有限元模型， 将单位力施加到机架辊子处，进行谐响应分析，得到频率与位移幅值曲线，经过fortran 编 程或excel 将导出的数值进行转换，结合由辊子精度等级计算得到的不平衡力，得到车速（即 辊子的转动线速度）与振动速度曲线，最后将各个不同直径辊子的振动幅值叠加得到最终 的振动曲线。与规定的标准值进行比较，从而可以判断出该机架是否合格。 本文以一台正在运营的纸机为例（图1 所示），基于以上原理说明ansys 谐响应分析 在纸机网部振动诊断中的应用。 该纸机网部在运行车速900 转/分钟左右时，流浆箱处存 在明显的振动，从完成部出来的纸的品质也不好。为了找到原因，建立网部的有限元模型， 从而判断出哪些因素对振动的贡献最大。 图1 纸机网部实物图 2 振动测试 图2 为现场实测得到的流浆箱处的振动瀑布图，测试范围是需关心的车速在700m/min 至1000m/min，频率为0Hz 至20Hz 区间段。结果显示，大约在5Hz 时流浆箱沿纸机方向 出现第一阶振动幅值，该振动主要是由950/975mm 辊子引起（可以由辊子直径与转速计算 与瀑布图对比得到），振幅为4.5mm/s ，超过了相关文献规定的许可值。 图2 流浆箱处振动瀑布图 沿纸机方向 3 有限元分析 为了更好理解该纸机网部的振动，建立以梁单元与质量单元为主的有限元模型，如图 3 所示。它将用来判断激励主要来自哪几个辊子，也用来判断减小振动措施的有效性。 从图3 与图4 可以看出，有限元模型模态与自然频率与现场振动测试结果非常吻合， 只是有限元分析的振动强度比测试结果小，为了使有限元结果达到测试结果的振动水平， 将525/562mm 及950/975mm 几个辊子的不平衡力放大2 到3 倍，使得有限元模型振动水