基于虚拟材料层的滑动结合部动态特性建模方法

由于弹簧阻尼单元模拟结合部动态特性的方法存在的缺陷,提出采用虚拟材料层和多点约束技术对滑动导轨系统建立有限元模型,并在ANSYS中完成模态分析。通过分析虚拟材料层的材料属性参数(弹性模量、泊松比、密度)和结构参数(虚拟材料层厚度)对滑动结合部动态特性的影响,得到可供工程应用的3个优化设计变量,并将优化结果与试验模态分析结果进行了比较。研究表明,有限元模态计算的固有频率与试验结果误差低于8%,为实际工程应用提供了一种可靠的建模方法。     

大功率发动机机体与曲轴组合结构自由模态分析

应用有限元法分析软件，建立了某大功率发动机机体与曲轴组合结构的有限元模型，并进行了动态特性研究，得到了组合结构的自由模态参数；与实验结果基本吻合，证明了所建模型的正确性。在建立有限元模型时，利用模拟试验，定性分析了曲轴与机体结合部的连接特性，提出了用弹簧单元来模拟油膜接触刚度的方案。分析得到，对于机体与曲轴这类组合结构，其刚度主要取决于机体，曲轴相对于机体是柔性的。因此，在以避免共振为设计目的时，应主要考虑优化机体的刚度。     

柴油机机体三维建模及有限元模态分析

应用有限元理论模态分析,对SF480型发动机的机体进行了动态特性研究.首先,在Pro/E中建立机体的三维实体模型,再导入ANSYS中进行网格划分,得到其有限元模型,采用子空间迭代法进行模态求解得到前10阶固有频率和振型;其次,通过理论模态与实验模态参数的对比,验证了结果的有效性,并分析了机体模态的规律,为该类型发动机的机体结构优化提供了一定的参考依据.     

高速磨床机械结构参数化建模与模态分析

基于动态子结构法建立了高速磨床零部件和整机的实体参数化模型,利用MSC. Patran/Nastran建立了高速磨床机械结构的有限元模型,并对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了模态分析。应用LMS振动及动态信号采集分析系统对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了实验模态测试与分析。实验表明,采用基于假想材料的高速磨床结合部模拟技术可使磨床组合结构的动态实验结果与有限元模态分析结果相吻合,实验测试得到的高速磨床机械结构动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的结果是一致的,说明利用子结构法建立高速磨床机械结构实体参数化模型是正确可行的。     

柴油机多体动力学建模时曲轴有限元模型的验证与精度研究

以某型柴油机曲轴为研究对象,对其进行三维实体建模,并建立其有限元模型.在通过试验对曲轴自由模态分析模型修正的基础上,讨论曲轴约束模态分析时有限元的建模方法;在此基础上,通过曲轴的约束模态试验验证曲轴的约束模态分析模型,得到了柴油机多体动力学分析时精度较高的曲轴约束模态模型的建模方法.文中的建模方法提高了模型的精度和可信度,可应用于其它机械零部件.     

柴油机缸盖结构有限元模态分析和模态测试

利用有限元分析软件ANSYS对造型十分复杂的某发动机缸盖结构建立了有限元模型,而后进行了自由模态分析计算,得到了该缸盖结构的低阶振动模态频率与模态振型.为验证模态分析模型的正确性,对该缸盖结构进行了模态试验测试,用锤击法对缸盖结构进行振动激励,利用测试软件获取缸盖结构的低阶振动模态频率与振型.通过有限元模态分析与模态测试结果的对比,验证了有限元模态分析模型与结果合理性,为该类型发动机缸盖结构设计与优化提供了参考依据.     

自动抱夹横移机的虚拟设计及其吸盘支架仿真分析

在UG软件中利用参数化建模和虚拟装配功能建立自动抱夹横移机的三维实体模型.应用UG软件的CAE模块对自动抱夹横移机的吸盘支架进行强度有限元分析,提出两种提高吸盘支架强度的方案,从制造工艺性和安装维修方便性角度出发,选择增加一条加强筋,同时增加吸盘支架壁厚的方案,将新的吸盘支架模型导入ANSYS Workbench中进行模态分析,仿真结果表明改进后的吸盘支架具有良好的动力学特性.     

柴油机缸盖罩动态特性分析与改进

以某四缸柴油机铸铝缸盖罩为研究对象,融合频谱分析法、近场声压法及模态分析法的识别优势,分析缸盖罩的动态特性。首先在标定工况下采用时频谱结合频响函数分析了缸盖罩的振动响应特性,然后基于近场声压法定位分析了缸盖罩结构噪声的辐射特性,在建立缸盖罩有限元仿真模型基础上,再结合试验模态法与计算模态法获取了缸盖罩在柴油机约束状态下的模态特性,找到了导致结构动态特性变差的薄弱环节,最后采取薄弱结构加强筋设计与隔声措施优化了缸盖罩的动态特性,并进行了降噪试验验证。     

单缸柴油机曲轴的强度及预应力模态分析

建立了单缸柴油机曲轴的实体模型,采用ABAQUS有限元软件对曲轴进行了强度分析,在此基础上,为掌握曲轴的动态特性,进一步进行了曲轴的预应力模态分析,获得了各阶模态频率和振型。结果表明:该曲轴工作中的最大应力为91.26 MPa,满足静强度要求;第一阶模态频率为415.75 Hz,工作中发生结构共振的可能性很小。     

四缸内燃机曲轴-飞轮组结构模态分析

应用Pro/Engineer软件建立了某四缸内燃机的曲轴-飞轮组的三维实体模型,在此基础上应用ANSYS软件对其进行了有限元结构模态分析.研究结果表明:曲轴-飞轮组的结构振动模态在低频段为整体、同步的简单弯曲、扭转振动模态,在高频段为各部分不同步的弯曲、扭转或弯扭组合振动以及复杂的局部振动;以弯曲、扭转及弯扭组合为主要特征的曲轴一飞轮组各阶振动模态极易被作用在曲柄销上的连杆冲击力所激发,因此.在对内燃机曲轴一飞轮组进行设计时.需要在模态分析基础上对其动力学特性进行优化.以保证内燃机获得良好的动力学性能.     

基于STEP中性文件的有限元自动建模

直接利用CAD系统的几何造型 ,以STEP中性文件为CAD造型系统与有限元单元剖分系统间的几何和拓朴信息传递媒介 ,实现有限元单元的自动剖分。按STEP/AP2 0 3的语义模型提取STEP中性文件中三维形体的表面信息 ,将该形体的每个表面映射到二维参数平面 ;利用参数平面的边界数据和二维单元自动剖分模块 ,用推进波前法实现表面网络的自动生成 ;然后由表及里实现三维实体单元的生成 ,系统基于STEP中性数据文件 ,可以与多个流行的CAD系统实行连接。     

动态被动阀微泵的设计优化和制造

研究的动态被动阀微泵是一种基于微机械技术的振膜型无阀微泵。相对于有阀微泵而言，有更高的工作频率和可靠性，结构简单，加工制造的成本比较低，更容易满足实际应用中的各种要求。讨论了动态被动阀的工作机理，结合流体力学的基本理论与动态被动阀微泵的特点，采用有限单元方法以及相关工具软件ANSYS/FLOTRAN，对整个动态被动阀微泵模型进行了计算、求解和模拟，并根据计算结果及加工工艺特点对其结构进行优化。用基于集成电路制造技术的微细加工工艺分别对动态被动阀微泵的各组成部分进行加工，并组装成完整的动态被动阀微泵。     

基于接触有限元的齿轮-转子系统动态特性分析

考虑齿轮-转子系统各部件的弹性,基于接触有限元理论提出一种能够高保真模拟齿轮副连续啮合过程的动态特性分析方法。该方法利用实体有限元进行系统建模,可体现各部件的结构特征;基于接触有限元进行啮合过程仿真,可模拟系统的时变刚度、啮合冲击等真实激励进而得到全面准确的响应信息。以一直齿轮-转子系统为例进行啮合过程的数值仿真,利用中心差分法求得系统各动力学参量在时域上的响应,通过中心距偏差、动态传递误差、动态接触力等参数分析系统的弯曲振动、扭转振动、齿轮副的啮合特性及其耦合关系。研究结果表明：考虑各部件尤其是转子的弹性后,系统的非线性振动特性显著,齿轮副啮合存在明显的双边冲击及脱啮现象。     

基于有限元分析的平盖加筋封头结构优化设计

将有限元方法与优化技术相结合,利用APDL语言建立了参数化模型,完成了某平盖加筋封头的结构优化设计,并将最终优化得到的结构尺寸与原始设计尺寸通过应力分析进行比较。结果显示这种方法可以用于工程实际,对平盖的结构改进设计具有一定指导作用。     

ITER真空室内屏蔽结构的虚拟设计

介绍了ITER（国际热核聚变实验堆）真空室内屏蔽结构的特点，提出了内屏蔽结构的虚拟设计体系结构模型。利用参数化技术完成了屏蔽单元的实体建模，应用有限元分析方法进行了结构分析，为优化设计提供了依据。基于虚拟装配平台实现了屏蔽单元的实时修改、信息检测及内屏蔽结构的装配仿真，实现了大型装置结构的虚拟产品化。     

METHOD FOR ADAPTIVE MESH GENERATION BASED ON GEOMETRICAL FEATURES OF 3D SOLID

In order to provide a guidance to specify the element size dynamically during adaptive finite element mesh generation, adaptive criteria are firstly defined according to the relationships between the geometrical features and the elements of 3D solid. Various modes based on different datum geometrical elements, such as vertex, curve, surface, and so on, are then designed for generating local refined mesh. With the guidance of the defined criteria, different modes are automatically selected to apply on the appropriate datum objects to program the element size in the local special areas. As a result, the control information of element size is successfully programmed covering the entire domain based on the geometrical features of 3D solid. A new algorithm based on Delaunay triangulation is then developed for generating 3D adaptive finite element mesh, in which the element size is dynamically specified to catch the geometrical features and suitable tetrahedron facets are selected to locate interior nodes continuously. As a result, adaptive mesh with good-quality elements is generated. Examples show that the proposed method can be successfully applied to adaptive finite element mesh automatic generation based on the geometrical features of 3D solid.     

基于局部网格化方法的锥齿轮接触力分析

根据切向变位的直齿锥齿轮的结构特点,建立了由实体单元和接触单元构成的一对齿接触的模型。采用基于圣．维南原理的局部优化网格化方法以及局部网格优化方法,建立了更为合理的有限元计算模型。计算结果表明,采用局部网格化方法可以更加迅速和精确的计算含有应力集中现象的模型,同时也为锥齿轮的强度设计提供合理的参考依据。     

均匀化理论在开孔转鼓结构优化中的应用研究

多尺度均匀化理论被认为是确定复合材料当量性能的一种不可替代的方法。首先根据开孔转鼓中小孔的分布规律建立了宏观均匀化模型，得到了小孔在不同分布不同孔径和不同孔间距状态下当量板的有效弹性常数分布规律；然后根据转鼓的结构和承载方式建立基于有限元分析的优化模型，结合所得的材料当量性能参数，利用ANSYS的二次开发功能，编写了APDL程序，完成了转鼓模型的结构优化。所得结果已被工程应用所接受，从而为开孔转鼓的结构设计提供了一种新思路。     

立体车库钢结构参数化设计分析与绘图方法

以垂直升降式立体车库钢结构骨架为研究对象,针对拓扑组成复杂而设计参数变化的立体车库钢结构,提出基于参数化方式建立三维有限元模型,采用Visual C++6.0语言编制主控程序,利用SAP50软件进行静态、动态分析,对钢结构强度、刚度和稳定性进行校核,通过分析结果的数据接口文件传递,驱动AutoCAD实现参数化绘制工程图.