第61卷第3期Vol.61No.32023年3月March2023农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING0引言在燃气调压站管路系统中，调压阀是调整燃气源入库和输出用户出口压力、流量的关键部件[1]。阀门结构在工作时受到不同的激励均有可能造成阀门系统的振动，在激励频率接近阀门系统的固有频率的情况下，可能会导致阀门及其管路的共振，影响燃气管路系统的安全[2]。实际工作中，需要分析阀门模态性能以避开激励频率，以此避开阀门的某阶固有频率，从而避免产生共振。本文以某公司研发的RTZ-50/0.4-MA49Q调压阀为例，介绍其模态分析方法,进行了仿真模态分析和模态实验，研究其分析结果，为提高该类型燃气阀的设计效率以及优化改进提供模态方面的参考数据。1阀门模态有限元分析1.1模态分析的有限元方法阀体的工作振动是由多个自由度的振动叠加的系统[3]，其振动方程为xtxtxtftMCK++=��(((())))(1)式中：M——系统总质量矩阵；C——系统总阻尼矩阵；K——系统总刚度矩阵；tx�()——加速度相应列阵；tx�()——速度相应列阵；x（t）——节点的位移相应向量。求解阀体模态的结构动力学问题时，固有频率与相对应的振型为主要的分析特征，通常会忽略较小的阻尼，式（1）简化为ttMxKx0+=�(())(2)其简谐运动转换为X=X0cos（ωt+φ）(3)式中：X0——各个节点的振型；ω——对应频率；φ——相位角。将式（3）代入式（2）可得：ω12<ω22<ω32<…<ωn2(4)由于振型不都为0，由式（4）可得：K-ω2m=0(5)式中：K——n阶刚度矩阵；m——n阶质量矩阵；n——节点自由度数量。式（5）即为n次方程，有n个解，其解即为阀体的本征频率。其振动位移表示为doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2023.03.032调压阀的模态分析和研究陈杰，刘超峰，黄鹏辉，苏阳，古学伟（201620上海市上海工程技术大学机械与汽车工程学院）[摘要]针对调压阀在工作状态下容易出现低频喘振的现象，为了探究调压阀的振动特性，对某型号调压阀进行了有限元模态仿真，得到该燃气阀的固有频率和振型，并进行了模态实验验证。实验数据与仿真结果基本吻合，证实了模态分析方法有效，在研究结构动力特性方面为同类型产品的设计及优化提供参考。[关键词]调压阀；有限元分析；模态实验；模态分析[中图分类号]TU996.7+2[文献标志码]B[文章编号]1673-3142(2023)03-0151-04引用格式：陈杰,刘超峰,黄鹏辉.等.调压阀的模态分析和研究[J].农业装备与车辆工程,2023,61(3):151-154.Finiteelementmodalanalysisa...
