超高速摄影仪转镜模态分析：数值仿真与共振点研究

"这篇论文详细探讨了超高速摄影仪转镜模态的数值仿真与分析。作者们利用有限元法对转镜系统进行了仿真和模态测试，旨在验证该分析方法的准确性。他们提取了转镜的前3阶模态，并分析了相应的振动形态和应力分布，发现共振点主要出现在304.37Hz、354.15Hz和345.17Hz，其中1阶弯曲模态应力显著高于1阶扭转应力，轴肩区域存在应力集中。通过实验观察到，在特定频率点，转镜的振动幅度有显著变化，特别是在355Hz时的振幅远大于297Hz。研究结果表明，1阶弯曲模态是转镜损坏的主要原因，而轴的损伤是导致转镜疲劳破坏的关键因素。数值模拟与实测结果吻合良好，证明了数值分析法在获取转镜模态信息上的高精度。" 这篇论文聚焦于超高速摄影技术中一个关键组件——转镜的动力学特性分析。超高速摄影仪广泛应用于科研和国防领域，能捕捉高速运动的瞬间变化。转镜作为核心部分，其动态特性对系统整体性能至关重要。论文首先介绍了研究背景，强调了高速旋转下转镜模态参数选择的重要性，因为错误的模态可能导致共振和设备损坏。 研究采用了有限元分析（FEA）这一强大的数值计算工具，通过对转镜的模态测试和仿真，提取了前3阶模态。通过这些模态，研究人员能够深入了解转镜的振动模式和应力分布。结果显示，转镜的共振频率主要集中在304.37Hz、354.15Hz和345.17Hz，而1阶弯曲模态产生的应力远大于1阶扭转模态，这表明轴肩区域承受了较大的应力。实验数据进一步证实了这些结论，转镜在特定频率点的振动幅值变化明显，特别是在355Hz时，振动幅度显著增大。 这些发现对于优化转镜设计和避免疲劳破坏具有重要意义。论文最后指出，数值分析方法在获取转镜模态信息方面的准确性和实用性，为未来的设计改进和故障预防提供了理论依据。这项工作对提升超高速摄影仪的可靠性和成像质量具有深远影响，同时为同类高速旋转设备的动态分析提供了参考。