基于近似模型的结构动静态多目标集成优化

针对结构动静刚度分析及优化问题,结合CAD/CAE集成技术,进行了CAD参数化建模子系统和CAE有限元分析子系统的集成开发,建立了一种面向结构动静态性能的集成分析及优化框架,并提出了一种基于近似模型的集成优化设计方法。以某高速电主轴为研究对象,搭建了面向电主轴"转轴-轴承-电机转子"系统的集成分析及优化框架,并在集成环境下进行了动静态性能分析,进而综合试验设计、近似模型以及优化算法,建立了基于近似模型的多目标优化设计模型,最终实现了"转轴-轴承-电机转子"系统结构参数的多目标集成优化设计。结果表明,所提集成优化方法是可行有效的。     

水轮机导叶轴承滑痕分析及其润滑改善

分析了水轮机导叶国体镶嵌自润滑轴承滑痕产生的原因，并将导叶轴承由固体镶嵌自润滑轴承改为无油自润滑轴承，有效地改善了轴承性能。     

自润滑涂层在基架和滚轮上的应用研究

针对300MW超临界机组的轴承箱基架表面和TRT控制首级导叶转动的滚轮表面润滑问题,文中提出了铜合金镶嵌自润滑式滚轮和轴承箱基架表面上三层自润滑涂层的改造方案,并进行了相应的测试和分析。     

镶嵌自润滑轴承高温性能的研究

在原有研究的基础上,通过大量的实验,对镶嵌自润滑轴承的高温摩擦磨损性能进行了深入的研究,绘制出一系列轴承性能曲线,并建立了相应的回归方程。     

镶嵌自润滑关节轴承及其润滑材料的制备

采用镶嵌自润滑轴承替代船闸闸门支撑铰的原有轴承。镶嵌自润滑材料采用了超细粉ＭｏＳ２作为主要成份,介绍了镶嵌自润滑材料的制备过程,自润滑复合材料具有良好的润滑性能,能够满足实际需求。     

锥形腔小孔节流空气静压支承轴承优化设计

为了提升小孔节流空气静压支承轴承的力学性能,讨论轴承的结构参数、节流参数及供气压等设计参数对轴承力学性能的影响。针对锥形腔小孔节流空气静压轴承,首先在参数设计范围内通过数值仿真分析轴承间隙的流场,将之归结为4类,研究存在超音速区、分离泡的详细流场结构;其次基于径向基神经网络模型,建立轴承承载力、刚度、流场最大马赫数和轴承设计参数间的相关性数学模型;最后,建立优化设计数学模型,基于近似模型与流场分析结论,在轴承参数的设计范围内以刚度最优为设计目标,在给定轴承负载下获取了最优参数组合。在优化设计中消除了轴承的微振动,提升了轴承刚度,并基于优化结果进一步讨论了轴承参数对力学性能的影响。相关流场分析与优化流程的建立可为工程设计提供参考。     

副车架侧边纵梁耐撞性优化设计

为了对全框式副车架侧边纵梁结构进行耐撞性优化设计,以副车架侧边纵梁结构参数为变量,建立了该结构耐撞性和轻量化优化问题的数学模型。运用方差分析法（ANOVA）选择对副车架侧边纵梁耐撞性和轻量化影响显著的结构因子作为主要设计变量,采用正交试验设计方法进行试验设计;运用LS-dyna软件进行碰撞模拟;根据有限元仿真结果建立了响应面近似模型,并对该近似模型解决该问题的可靠性进行了验证,结果表明,所建立的响应面近似模型适合解决组合优化问题。优化设计后的副车架侧边纵梁能在提高耐撞性能的同时,保持较好的轻量化水平。     

一种特大型滚动支承的优化设计

针对某重点工程的具体设计要求，分析了采用传统轴承支承的缺点，提出了滚轮式支承方案，并进行了具体结构设计，建立了滚轮组件结构的优化设计模型，运用Matlab软件对滚轮组件进行了优化计算；同时对滚动支承的外圈进行了焊接结构设计，采用ANSYS软件对其进行了应力应变分析。经校核计算，该支承满足工程设计要求，所设计的结构和采用的设计方法对于特大型滚动支承设计具有一定参考价值。     

二维轴承载荷传感器弹性体结构优化设计

首先利用Pro/E软件对剪切梁式二维轴承载荷传感器弹性体进行了灵敏度分析,确定了影响传感器性能的主要设计参数;然后建立了二维轴承载荷传感器弹性体的优化参数模型、有限元模型以及优化数学模型,并基于ANSYS软件平台,用一阶优化方法对传感器弹性体的结构进行了优化设计.分析结果表明,优化后的传感器灵敏度有了显著提高.     

五轴联动加工中心主轴系统的结构优化

对五轴联动加工中心主轴系统进行动力学仿真分析,对原主轴系统的轴承支承系统和主轴结构进行了动态优化设计.针对主轴前端的单排轴承的不足,提出了双排轴承的设计方案.对于主轴结构,论文建立了以主轴前端动态变形最小为目标函数的优化模型,对主轴结构进行了优化设计,从而提高了主轴系统的静力学和动力学特性,满足了设计要求.     

无轴泵喷推进器水润滑轴承间隙流水动力设计与试验

针对无轴泵喷轮毂布置式水润滑支撑/推力轴承的敞水自润滑结构,以桨叶做功后产生的高速高压流场为输入来设计轴承的润滑和冷却流动通道,形成一体化支撑/推力轴承的自循环润滑方案.鉴于桨叶水动力与轴承间隙流的耦合影响作用,提出了两者迭代的设计方法,建立了桨叶与轴承间隙水动力耦合计算模型,实现了无轴泵喷轴承间隙流量的定量计算与分析...     

数控车床用高速电主轴的结构优化

通过对某车床用电主轴的支承特点进行分析,建立了其主轴—轴承系统的参数化有限元模型;应用ANSYS的优化设计功能,以提高电主轴的刚度为目标,取主轴的支撑跨距为设计参数,以第2阶固有频率为校核条件,对该型电主轴进行了优化,使该主轴的刚度和第2阶固有频率都有所提高。     

大型重载雷达天线座结构设计与仿真分析

文中结合某大型重载高精度相控阵雷达天线座的研发,探讨了其关键的支承结构形式、组成和各部分的设计问题。对其中大型支承结构件支臂和转台应用拓扑优化技术来提高结构刚度,并采用有限元软件ANSYS对天线座整体结构进行建模和仿真分析。结果表明,天线座结构刚强度满足设计要求。文中的设计、优化和仿真分析方法可为类似的结构设计提供参考。     

翻转式闸门有限元分析及结构优化设计

为减少在山西中部引黄工程中应用的某翻转式闸门的制造成本,利用ANSYS软件对其进行结构轻量化设计。采用APDL建立该翻转式闸门的参数化有限元模型并对其进行静力分析,通过比较在不同开启角度下闸门所受应力和变形情况,确定出最危险的工况,并在该工况下对闸门模型进行优化分析。优化选择对闸门重量、应力和变形影响较大的参数作为设计变量,以闸门的最大应力和最大位移作为约束条件,闸门的总重量作为目标函数,通过采用几种不同的优化算法对其进行优化分析。优化结果显示:优化后闸门的总重量减轻13%,优化效果显著,且符合该闸门的强度和刚度要求,验证了该优化方法的可行性,为研究翻转式闸门的结构轻量化设计提供了有效参考。     

基于ANSYS的轴承座的模态分析

基于有限元思想,运用ANSYS软件建立了轴承座的三维模型。采用Block Lanczos方法对轴承座结构进行了有限元模态分析,并列出了结构的前4阶固有频率和振型。分析的结果对轴承座的设计优化和动力学分析有一定的指导意义。     

带过渡深腔的动压轴承的优化设计与试验

为了提高动压轴承的承载能力和稳定性,提出一种带过渡深腔的动压轴承的新结构。由雷诺方程出发,纳入带腔动压轴承的边界条件,采用细分网格的差分算法,对轴承进行性能分析与优化设计得到带过渡腔的动压轴承的系列的特性数据和结构参数。新轴承具有承载能力大和稳定性高的特点。与普通动压轴承比较,在常用工况下,新轴承的承载能力可增大18%～98%,偏位角可由43°降低到14°,轴承稳定运转速度可提高10%～75%。在HZS-1轴承试验台上测量了轴承的油膜压力分布及偏心比。试验结果与理论分析结果具有良好的一致性。     

基于产品特征的自润滑关节轴承滚压技术研究

通过对轴承滚压安装工艺和质量控制的分析,建立了自润滑关节轴承滚压收口有限元模型,利用ABAQUS分析轴承外圈唇边的形成过程并进行了试验验证,结果表明:当轴承座内孔处厚度比轴承外圈厚度小0.1~0.2 mm,倒角为外圈V形槽深度的0.6~0.7时,轴承滚压收口质量最好。     

小孔式动静压轴承的特性分析与试验研究

从理论和试验两方面,对小孔式动静压轴承的性能进行了研究。根据机理和数学模型,推导出计算公式,编制了可在IBM-PC/AT,XT及其兼容机上运算的静、动特性分析计算和优化设计程序,以Auto CAD为图形编辑器,研制成接口软件,实现了参数化绘图,完成从分析计算、优化设计到计算机绘图的CAD全过程。在试验研究方面,设计、制造和调试成一台通用的动静压轴承试验台,对小孔式动静压轴承进行了静、动特性测试,获得一批有价值的试验数据,为这种新型轴承的推广应用提供了可靠的依据。     

无油压缩机滑动轴承磨损过程的动态模似

根据磨损动态过程理论,对使用复合自润滑材料的压缩机滑动轴承的磨损过程进行了动态拟,并在滑块式压缩机实验台上对曲柄销一滑块副进行了磨损实验,证明了磨损过程动态模拟的正确性。     

某舰载显控台结构动力仿真分析

文中针对某舰载显控台设计,借助ANSYS软件,建立显控台有限元模型,对显控台进行模态分析,并通过加载舰船真实的振动条件和颠震条件,对显控台进行动力响应分析。根据分析结果,对显控台整体结构强度做出评价,找出显控台结构薄弱部位,并据此进行显控台结构优化和减振系统设计。