案例征集作品集-筛框结构静力、模态及频率响应分析

  昆明茨坝矿山机械有限公司成立于1977年，隶属于云南方舟集团。是一家集工业流程设计、产品研发及生产制造为一体的高新技术企业。40多年来公司在产品创新研发方面不断投入，获得各类技术专利40余项。并引进吸收国际先进的筛分和输送技术,一直与时代前行。

  公司以“採宝”牌为注册商标，40多年来，採宝在服务客户的过程中积累了大量经验，熟知选矿、砂石骨料、食品饮料搬运及输送行业每一个生产流程。以此为技术基础，结合公司持续不断的研发投入，丰富的经验，专业的技术团队，能为客户提供工业流程设计、全套产品、安装调试、维护培训等全面解决方案。

  公司拥有云南省省级技术中心，下辖工业流程设计部、产品研发部、技术部等三大科研设计机构，形成了充满活力的技术创新体系。    

  2003年率先在国内同行业中通过了ISO9001质量管理体系认证。同时，先后获得高新技术企业、云南省认定企业技术中心、云南省成长型中小企业、昆明市科技创新型试点企业等多项省市级殊荣。公司研发生产的GK振动筛荣获国家火炬计划产业化示范项目；採宝牌振动筛、球磨机荣获云南省著名商标；浮选机、粉碎机荣获昆明市知名商标等荣誉。

一、案例概述

1、背景

  振动筛作为一种高效筛分设备，在矿业、煤炭、冶金、化工等行业中扮演着重要角色。其工作原理是通过持续的振动运动实现对物料的筛分，但这也带来了结构动力学方面的挑战。由于振动筛长期处于交变载荷作用下，当外部激励频率接近或等于结构固有频率时，极易引发共振现象，导致应力骤增，严重影响设备的结构完整性和使用寿命。这不仅会缩短设备的使用周期，还可能引发意外停机甚至安全事故，给企业带来经济损失。 筛框作为振动筛的核心承载部件，其结构性能直接决定了筛分效率和设备可靠性。然而，当前工程实践中，筛框设计往往依赖经验性方法，缺乏系统的理论指导，这往往导致结构设计存在强度不足或冗余等问题。因此，深入研究振动筛的结构强度和固有频率特性，具有重要的工程实际意义。

2、目标

    本案例旨在通过MIDAS MeshFree 无网格仿真技术，对某型号振动筛样机试机中出现的共振问题进行深入分析。试机过程中，当设备运行至特定转速区间时，筛框出现振动幅值异常现象，主要表现为扭振和横摆。基于这一现象，运用MIDAS MeshFree 无需划分网格的特性，本研究将快速建立仿真模型，对筛框结构进行系统的静力学分析、模态分析和频率响应分析，验证共振现象与结构固有特性的相关性，重点验证试机观测到的振动异常是否由结构固有频率与工作频率重合引起，确定共振发生的具体模态阶次和关键位置。

3、挑战

    本案例研究验证了振动筛的共振特性，明确了共振发生的模态阶次和关键位置。尚未涉及结构优化改进等深入工作。基于这一研究成果，后续将依托MIDAS软件强大的工程分析功能，深入开展结构优化设计工作。具体包括：利用MIDAS的模态分析功能精确识别结构固有频率；通过参数化建模快速迭代优化方案；运用拓扑优化工具实现结构轻量化设计；借助动力学分析模块验证改进效果。这些分析手段将为解决样机共振问题提供系统的技术方案，同时建立起完整的振动筛设计优化流程。

来源：midas机械事业部