发动机油底壳模态分析及复合材料结构优化

为减少发动机油底壳振动噪声,同时实现油底壳轻量化,采用模态分析的方法对油底壳进行基于复合材料的结构优化设计。以某型号国产汽车发动机油底壳为研究对象,通过Pro/E对油底壳进行有限元建模,再利用ANSYS Workbench对模型进行模态分析,得到其低阶固有频率和振型。根据分析结果,提出基于碳纤维增强片状模塑料(SMC)的结构优化方案。应用ACP模块进行铺层设计并建立优化后模型,通过模态分析及谐响应分析检验优化后的油底壳动力学性能。结果表明优化后油底壳前6阶的模态固有频率至少提升37%,响应峰值频率至少提升29%,且质量减轻41.9%。     

某空投越野车车架的轻量化设计

为实现某越野车车架的轻量化设计,基于ABAQUS软件,在极限工况下对某越野车的空投着陆冲击过程进行建模仿真,通过能量平衡验证了有限元模型的正确性,并对车架的刚强度进行了分析。在此基础上,基于尺寸优化理论对越野车车架进行轻量化设计,通过尺寸优化得到了车架主要组成部件的具体尺寸。对优化后的模型再次进行仿真分析,结果表明:越野车车架在刚强度满足设计要求的情况下,车架的质量降低了11.7%,达到了轻量化的目的。     

基于Pro/E及ANSYS Workbench的柴油机油底壳设计

针对一款全新设计的四缸柴油机,计算了油底壳机油容量;采用Pro/E软件建立了油底壳的三维模型,模拟了油底壳内最大及最小机油容量情况,以及最小机油容量时集滤器不存在吸空现象;采用有限元分析软件ANSYS Workbench对油底壳进行了模态分析,提出了提高其低阶频率的3种结构优化措施;经过装机试验,优化后的油底壳满足设计要求,设计方法可靠。     

某柴油机油底壳仿真计算分析

本文利用ABAQUS结构仿真软件对某发电用柴油机油底壳进行模态、强度计算。在发动机实际运行工况下,油底壳底部为悬空状态,模态计算结果显示油底壳一阶模态距发动机点火激励频率点较近,低于激励频率的1.2倍,模态不满足设计要求;在发动机装配过程中,油底壳底部压在装配台上,发动机在上下方向三倍的重力加速度冲击载荷工况下,油底壳产生的应力最大值低于对应材料的屈服强度极限,强度满足设计要求。通过对油底壳两种状态下的仿真分析,验证和确保了油底壳结构设计的可行性,有效避免了发动机装配和实际运行过程中故障的发生。     

基于形貌优化的列车空调箱体轻量化分析

随着轨道列车速度的提升,对其轻量化的设计也提出了要求。空调箱体作为轨道列车空调机组的重要组成部分,是影响列车安全运行的重要因素之一。为了满足列车轻量化设计的要求,本文在满足强度要求的基础上对空调箱体进行轻量化设计。首先利用Ansys对空调箱体进行静强度分析,并根据空调箱体质量分布的特点,对箱体的压缩机底板和盖板在OptiStruct中进行形貌优化,对箱体侧板厚度进行尺寸优化,最后对优化后的模型进行疲劳强度校核。研究结果表明论文所提出的优化方案在满足疲劳强度要求的情况下质量降低了5.39%,实现了空调箱体轻量化的设计要求。论文的研究为列车空调箱体的结构优化设计提供参考,具有一定的实际应用价值。     

基于模态分析的油底壳结构设计及优化

汽车发动机噪声辐射主要来源于"薄壁结构"。油底壳作为发动机上的典型薄壁零件,安装在曲轴箱底部,发动机曲轴系的激励通过曲轴箱,在机体下部对油底壳产生振动冲击的作用,而油底壳的刚度相对较小且平面面积大,其表面将产生剧烈的振动,且振动频率主要集中在中低频段,对外产生较大的辐射噪声,并引起客户抱怨。开发前期无整车资源与油底壳做实际的匹配验证,新设计油底壳时受形状结构的影响有振动噪声过大、结构强度过低的风险。所以,为降低产品开发风险,减少样件试制数量与轮次而减少试制费用,需利用CAE手段对油底壳进行振动噪声性能进行分析并试验验证,从而指导油底壳设计、改进与优化。     

基于拓扑优化的适配器支撑架轻量化设计

以某支撑架为研究对象,采用有限元分析结合拓扑优化的方法,在Workbench平台上对支撑架进行结构轻量化设计。首先,利用UG软件建立支撑架初始结构的力学模型并基于Workbench软件进行静力学分析;在此基础上,进行拓扑优化,优化目标是在满足支撑架刚度和强度的前提下,对其进行轻量化设计;根据优化后的结果结合经验设计方法,对原始支撑架进行了重构设计并进行有限元分析验证。结果表明:改进后的支撑架结构,质量减小了82.37%,实现了轻量化设计。     

一种基于OptiStruct-Abaqus的航空齿轮腹板轻量化设计方法

基于结构优化软件OptiStruct和商用有限元分析软件Abaqus,结合拓扑优化、尺寸优化和有限元接触分析等相关理论,针对航空齿轮轻量化设计问题,创新性地提出了一种齿轮腹板结构轻量化设计方法。以某型航空发动机附件传动齿轮为研究对象,基于OptiStruct软件对腹板结构进行拓扑优化与尺寸优化减重设计,利用Abaqus软件对齿轮进行接触性能计算,给出腹板结构轻量化设计的流程和关键技术。结果表明,在保证强度和传动误差要求条件下,齿轮整体质量减轻了39. 6%,减重效果明显,实现了齿轮轻量化设计目的。     

某空投运载车副车架的轻量化设计

为实现某空投运载车副车架的轻量化设计,利用ABAQUS软件对空投运载车在极限工况下的着陆冲击过程进行建模仿真,进而对副车架的刚强度进行了分析,并提出了相应的改进措施。运用尺寸优化的方法对副车架进行详细设计,确定了副车架主要矩形管和加强筋的厚度。     

某乘用车备胎仓轻量化设计研究

以某乘用车备胎仓为分析对象,基于三维CAD软件对该备胎仓进行轻量化设计,主要包括对备胎仓进行拓扑优化及材料替换。接着采用有限元分析软件Hypermesh对两种轻量化方案的备胎仓进行有限元静力分析。在保证原有强度及刚度的前提下,通过拓扑优化后的备胎仓质量减轻了6.6%,通过材料替换后的备胎仓质量减轻了55.7%。通过综合对比,采取材料替换的轻量化设计方法综合性能优于拓扑优化。将替换材料后的备胎仓进行装车路试,进一步验证了有限元分析结果的准确性。实现了备胎仓的轻量化设计,为后续的备胎仓轻量化设计提供了新的设计思路。     

柴油机油底壳动态密封性能改进

油底壳的作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳,防止杂质进入,并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油,散去部分热量,防止润滑油氧化,所以提高其密封性能是极为重要的.利用非线性有限元分析软件Abaqus对等效冲击载荷作用下油底壳的密封性能进行分析,通过施以螺栓预紧力和传动轴的惯性冲击作用,得到其应力分布和密封面闭合量分布关系.根据初始设计件中存在的闭合量较大的问题,对结构进行局部壁面加厚和壁面加筋改进,并通过数值模拟对改进方案的效果进行验证,得到密封性能能够满足要求的改进方案.     

基于ANSYS的齿轮箱油底壳有限元建模和结构优化

介绍了有限元分析流程和优化计算流程,讨论了建模中应注意的几个问题,并以某船用齿轮箱油底壳为研究对象,在ANSYS中建立以壳单元为基本单元的油底壳有限元分析模型,分析了该油底壳的前10阶固有频率,并以第一阶自然频率为目标,对油底壳模型进行外形优化。     

一种可视化接油盘的设计与应用

现代企业自动化流水线设备中,少不了自动输送设备,常见的输送设备都需通过电机减速机驱动。减速机使用中需要润滑油润滑,并需要安装接油盘。但是现有普通接油盘,在减速机发生轻微漏油,漏油量不大,油未流到盘内的情况下,会观察不到漏油情况,造成漏检。基于此,针对现有接油盘存在的问题,可以设计一款新型的可视接油盘,该接油盘可以轻松观察到减速机漏油的情况,从而从根本上消除可能存在的漏检风险。同时,该接油盘也广泛适用于各类内燃机设备。     

一种气缸盖罩油气分离室的设计

该气缸盖罩油气分离装置,由气缸盖罩本体上设计的迷宫式油气分离结构及气缸盖罩盖板组成,气缸盖罩盖板设计了集油槽和回油孔,通过回油装置,分离之后的油滴会返回油底壳内,如此循环。通过在气缸盖罩上集成设计油气分离装置,并进行了实验验证,不仅能够有效地实现油气分离,减少烧机油的现象,而且能降低机油消耗,提高发动机性能,改善排放性能,也降低了成本。     

基于HyperWorks的发动机油底壳优化设计

油底壳是发动机表面辐射噪声的主要来源之一。利用HyperWorks软件,对发动机油底壳进行两种方式的优化,并比较其结果。通过对油底壳优化,提高了它的固有频率,减少其振动,从而避开了其与发动机之间的共振,为低噪声发动机的设计打下了基础。     

基于多目标形貌优化方法的低噪声油底壳研究

为了有效降低油底壳的辐射噪声，在设计阶段对初始油底壳的振动噪声水平进行了预测和评估，据此提出了以下结构优化方案：结合模态试验技术建立准确的初始油底壳辐射噪声预测数值模型，根据噪声预测结果，识别出对油底壳整体辐射噪声贡献度较大的峰值频率;结合油底壳自身固有频率，以降低油底壳整体辐射噪声为总目标，以降低预测噪声频谱中各主要峰值频率成分为子目标，建立多目标优化函数，进行油底壳结构形貌优化设计。结果表明,优化前整体噪声声压级为100.23 dB,在合理布置板材冲压加强筋后，整体噪声降低了2.79dB。此优化方案减少了单目标形貌优化“设计-试验-改进设计”的重复性和主观性，降低了产品设计的成本，缩短了产品开发周期。     

MXGZ全密封型箱式刮板输送机的设计

首先阐述了传统的轻型铸石刮板输送机在启动和运行过程中存在的技术问题,即链轮易磨损、漏油;铸石板易脱落、砸碎及敞开式铸石刮板输送机因输送特殊物料对环境造成的污染等。在此基础上,提出了相应的改进措施,并分析了改进后全新的全密封箱式刮板机的优点。     

极限驾驶工况下的发动机油底壳油面设计要求研究

关于油底壳的油面设计,除了需要保证在正常行驶工况,曲轴不会打到机油液面,还需保证在各种极限驾驶工况下,机油泵都能吸到油,不会出现吸空的现象.本文基于某款发动机的油底壳油面设计过程,分析了油面设计所需要考虑的各种极限驾驶工况以及其所对应的油面倾角的计算过程.     

基于显微图像的油液实时分析系统中颗粒识别技术研究

颗粒识别是基于显微图像的油液实时分析系统中的一项关键技术。本文考虑油液分析系统实用化要求,对基于显微图像的油液实时分析系统进行了系统架构设计和光路设计,在此基础上结合油液显微图像的特征,研究了适合本系统的颗粒识别技术,实现了在动态图像序列中快速准确地提取颗粒目标,为油液污染分析和磨粒分析奠定了基础。