薄板结构加筋布局设计的渐进结构优化方法

基于加筋板结构有限元分析技术、渐进结构优化(ESO)方法提出一个系统的策略,研究薄板结构的加筋布局优化问题.研究加筋板结构有限元分析的两种方法,对比其计算精度与效率.基于板梁离散有限元模型,通过ESO方法控制加筋的生长与去除,获得加筋的布局.采用该方法对板结构进行以结构刚度最大为目标的加筋布局优化设计,数值结果表明所提出的方法能有效获得合理的加筋布局.     

加筋板结构静态性能分析及优化设计

对于工程中广泛使用的加筋板结构,利用有限元分析的方法,对井字型、X型和蜂窝型三种典型加筋板类型进行了静刚度性能分析及比较,并研究了结构参数对加筋板性能的影响,且根据分析结果总结了加筋板类型和结构参数的优化方向.     

基于ANSYS的双管板换热器管板厚度设计探讨

由于双管板换热器管板结构的多样性,其管板厚度设计方法目前国内没有标准可依。针对某U型管及固定管壳式换热器双管板结构,根据SW6软件相应模块进行管板厚度近似计算,在此基础上采用ANSYS软件对管板结构进行热应力分析和优化设计,进一步讨论了聚液壳结构的影响。分析结果表明,双管板换热器管板厚度采用SW6软件近似计算是安全的,但结果过于保守。有限元优化设计有效地降低了管板厚度,为双管板换热器管板设计提供了有效手段。     

板声辐射特性及隔声特性研究

要研究隔声罩的隔声效果,最重要的是分析隔声罩结构的辐射特性,因此就需要分析板结构的辐射特性,而在很多工程实践中加筋板常被用来增加承重。首先对简单的无加筋板运用Wallace求解远场声压基础上对声辐射效率进行分析,对于复杂的加筋板结构运用离散的方法进行分析,通过对比验证其方法正确性,进而分析有无加筋板的辐射效率和隔声效果。结果表明加筋板结构在某一频段上辐射效率较高,隔声量较小。     

典型加筋整体壁板的优化设计

用ANSYS软件对机翼典型加筋整体壁板进行优化设计,并利用优化结果对加筋整体壁板进行稳定性分析和与原铆接壁板进行数值比较分析,该方法可为该类加筋板的设计提供参考.     

无损检测新技术在钛合金SPF/DB结构检测中的应用研究

错位散斑技术是无损检测的一种新技术,为了探索SPF/DB结构检测的有效方法,应用错位散斑技术对钛合金SPF/DB结构进行了检测,得出明显的缺陷特征。从检测敏感度、效率等方面与X射线、超声C进行对比,结果表明,错位散斑技术能够应用于钛合金SPF/DB的结构检测,但仍需在检测精度、可靠性等方面进行深入研究。     

加筋肋薄壁机匣振动及强度综合优化设计

航空发动机机匣为加筋肋薄壁壳体结构,加筋肋形状和位置的优化可以起到抑制共振、提高结构强度的作用。通过有限元软件对加筋肋薄壁机匣模型的振动特性和强度特性进行计算分析,并进行模态试验验证。采用响应面法分别以振动特性和强度特性为目标对加筋肋位置及形式进行单目标优化设计,并在此基础上进行了综合优化设计,最后通过模态试验和有限元计算,验证了优化结果的准确性。分析表明,在保证加筋肋截面面积不变的情况下,单目标优化设计在不考虑其他影响因素的条件下能使薄壁加筋肋机匣减振效果或结构强度明显提高,综合优化设计能按照设计要求使薄壁加筋肋机匣的减振效果和强度同时达到要求。     

复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲特性研究

通过对复合材料薄壁加筋板结构进行剪切载荷下的屈曲试验研究,得到结构的屈曲模态、屈曲失稳载荷以及破坏形式,并通过有限元方法对结构的屈曲进行数值分析,分析得到的复合材料薄壁加筋板结构的屈曲模态和试验结果一致,屈曲载荷与试验结果吻合较好.试验还发现复合材料薄壁加筋板结构有较高的后屈曲承载能力,后屈曲过程中由于桁条脱胶会造成屈曲模态的变化.还分析了筋条的连续性对屈曲载荷的影响.     

机床组件有限元分析和优化系统的研究与开发

基于ANSYS软件,进行了针对机床组件进行有限元分析和优化设计的专用软件系统的研究与开发。文中分析了系统的总体结构与功能模块,并以机床主轴为例,在CAD/CAE集成的基础上,详细介绍了利用ANSYS系统中的APDL语言和UIDL语言完成产品建模、有限元分析前处理、求解和后处理的实现技术。     

Ti2AlNb合金多层板结构超塑成形/扩散连接数值模拟及试验研究

研究内容为Ti2Al Nb合金多层板结构的超塑成形/扩散连接(Superplastic forming/diffusion bonding,SPF/DB)工艺。采用恒应变速率法对Ti2Al Nb热轧板材进行单向拉伸试验,得到最佳超塑成形条件如下:变形温度=940℃,应变速率=0.000 5 s–1。利用MARC有限元软件对Ti2Al Nb合金多层板结构的超塑成形过程进行数值模拟,预测构件的壁厚分布情况和可能产生的缺陷。进行三层板和四层板结构的SPF/DB试验,采用优化的压力-时间曲线进行超塑成形的压力加载,扩散连接工艺参数如下:温度=940℃,压力p=10 MPa,时间t=180 min。结果表明,三层板结构在面板出现明显的沟槽现象,沟槽的深度为4.49mm,宽度为8.85 mm;四层板结构成形效果较好,表面平整,无褶皱、沟槽等缺陷;对扩散连接处的微观组织进行观察,显示扩散界面的连接质量良好。研究结果为Ti2A1Nb合金在航空航天复杂薄壁夹层结构件的制造方面提供了参考依据。     

基于现代设计理论与方法的JC50DB交流变频单轴绞车的研究

针对绞车设计存在着传动系统复杂、效率低、送钻不稳定和运输不方便等缺陷,研制了JC50DB交流变频单轴绞车。重点介绍JC50DB型绞车的技术方案、结构、性能特点和主要技术参数。该绞车由2台交流变频电动机驱动,功率大,变频调速范围宽,绞车集机、电、气、液为一体,自动化及智能化水平高。     

微型可编程控制器LOGO在除尘机组中的应用

介绍了一种采用微型可编程控制器ＬＯＧＯ的除尘机组自动控制系统,该设备体积小、功能全、性能价格比高、安装维护方便。本文分别就ＬＯＧＯ的特点、控制系统结构、程序设计等方面展开了讨论,并给出了经过计算机仿真的程序逻辑图和控制系统结构图。     

光学镜头结构智能化设计系统

开发了光学镜头结构智能化设计系统,以黑盒构件技术为主导设计思想,采用VC++语言自主开发了光学设计软件和机械设计软件,利用AutoCAD/AutoIS系统提供的接口函数,实现光学、机械设计软件和AutoCAD/AutoIS系统的集成与链接,应用多数据库通信技术实现系统各数据表间的数据通信.通过系统自动完成的设计实例验证系统的有效性,该系统的开发实现了光学镜头结构的参数化、自动化和智能化的系统集成设计目标.     

某雷达发射机的结构设计

固态发射机易维护、连续工作时间长、占用空间小、自重轻,它是新一代机载气象雷达的关键技术。文中探讨了一种新型机载固态发射机的结构设计方案。从多种设计角度研究发射机的结构方案,满足发射机的使用条件和设计需求。采用三维设计软件,详细设计发射机的结构,对主要受力部件进行力学有限元分析,并修改局部结构外形,以提高性能指标。设计的发射机性能指标满足使用要求,为今后新型发射机的设计提供了一个完整的解决方案。     

制造装备主轴优化设计及其软件研制

给出制造装备主轴优化设计及其软件的设计思想。该软件供车床、铣床等制造装备主轴部件的一组结构参数作优化设计，软件的功能广，可为两支承或三支承的主轴部件设计，又可把主轴支承变形量计入或不计入主轴刚度计算中，主轴的工作状况、支承类型及结构条件都可由制造装备性能的需要作实时选择。用软件包设计，使主轴部件具有最佳刚度，它与人工设计方法相比，不仅设计质量高，而且可提高设计效率达百倍以上，经实例验证并取得了很好的效果。     

基于UG的伸缩式皮带输送机臂架结构参数化设计

伸缩式皮带输送机构采用二级伸缩臂架结构设计,兼具有结构紧凑,重量轻的特点,并能满足长输送距离作业的要求。输送臂结构设计中应用自下而上的参数化结构设计方法。通过UG建立伸缩式悬臂结构的三维主体模型。并对装配模型进行有限元分析和仿真优化设计。所得到的最终优化设计结果完全满足设计要求。该参数化建模为该产品的后续产品设计提供了方便,优化设计方法也为类似结构产品设计提供了一种较为实用的分析设计方法。     

50m天线三维造型CAD/CAE技术应用

以50m天线为例,介绍了利用Patran/Nastran有限元分析软件进行数字化建模的过程,给出了天线载荷的计算方法,并根据系统仿真给出的力学分析结果,论证了设计方案的可行性;介绍了利用Pro/E软件进行50m天线的三维结构设计过程,探讨了三维造型软件在曲面成型、参数化设计、尺寸校核、概念设计、辅助安装等方面的应用;阐述了三维造型CAD/CAE技术将在天线结构设计中发挥越来越重要的作用。     

遗传算法在离轴四反光学系统设计中的应用

现有的光学设计软件多依赖初始结构的选取,故提出了一种基于遗传算法的四反射光学系统初始结构求解方法,以获取像质良好和特定布局的初始结构。根据初级像差理论,对同轴四反光学系统进行像差分析,建立了由带权重的初级像差系数和结构布局约束条件所组成的目标函数;通过引入遗传算法对目标函数进行优化求解,获得了像质良好、特定布局的同轴四反初始结构。最后,基于该初始结构设计了一款长焦距(1 200mm)、大视场(20°×4°)、大相对孔径(F/4)的离轴四反光学系统。该系统结构布局紧凑,各个视场的调制传递函数在50lp/mm处均大于0.52。与传统设计方法相比,提出的设计方法不需要给定初始条件,可以为四反射光学系统提供像质良好和特定结构布局的初始结构,在反射式光学系统设计中具有广泛的应用前景。     

概念设计中的三维公差与结构同步设计研究

为支持产品概念设计的多结构方案优选和成本优化,提出了在概念设计阶段进行公差设计的思想。给出了指导概念结构设计的生长型设计过程模型,应用旋量对功能表面间的几何约束进行分析;在公差表示模型的基础上,自动选择基准框架,生成三维公差链并进行设计计算;开发了相应的软件系统支持设计过程。应用实例表明,公差与结构同步设计能有效地减少设计方案的反复修改,提高了设计的效率和质量,对CAD/CAM集成具有重要意义。