新型转炉系统整体结构三维有限元分析

为考察大型转炉系统应力和变形对生产安全和结构优化设计的影响,采用三维有限元方法,建立新型转炉的整体结构装配体模型,计算该转炉系统在不同倾动角工况及重力载荷下的应力和位移. 通过详细分析各零部件的应力、变形和位移情况,研究应力和位移随倾动角的变化规律,提出改进设计方案. 结果可为转炉系统的设计和应用提供计算依据.     

船闸人字门背拉杆预应力优化设计

为有效提高船闸闸门的扭转刚度、减小闸门的扭转变形,对某大型船闸人字门背拉杆预应力进行优化.介绍船闸人字门线性规划函数形式的优化设计方法,计算在自重和单项载荷作用下背拉杆的应力和位移;综合考虑人字门门体的扭转和下垂变形的影响,建立改进线性规划的预应力优化设计模型,获得的若干预应力优化值可供现场调试参考.     

一种热气防冰系统的数值仿真

飞机在飞行过程中,结冰问题,会增加重量,影响稳定性.为了防冰,用2D翼型热气防冰系统,采用热气流方法并优化控制防冰腔结构,并进行了数值仿真,得到了防冰系统热力学数值仿真计算结果.计算采用计算流体力学CFD软件FLUENT,根据欧拉模型及用户自定义函数UDF,得到了局部水收集系数、翼型防冰热载荷和表面溢流水量.将外部热载荷与防冰腔内部热气流动与传热耦合计算,实现防冰腔内外表面的热交换仿真,计算出防冰腔内喷口射流以及表面换热量,保证表面温度在允许范围内达到防冰热气流量.结果表明了仿真方法在防冰系统设计研究中的可行性.     

旋转叶片电加热防冰系统设计与应用

在开展结冰试验时，结冰风洞风扇叶片前缘有结冰风险，影响风洞安全运行。针对大型旋转叶片结冰问题，提出了旋转叶片电加热防冰系统设计方法，研制了大型结冰风洞旋转叶片电加热防冰系统。首先，研制了内置电加热单元和温度反馈的防冰叶片。针对叶片复杂的工作环境，提出一种新的旋转叶片电加热防冰功率计算方法，通过精确测量和方案优化，设计了基于特殊环境的分半式、大尺寸、高线速度、碳刷自动移开/压紧的导电滑环。最后，采用变结构分级温度闭环和试验参数连锁防冰控制策略解决了旋转叶片结冰问题。该系统已应用于大型结冰风洞，运行中加热电流和叶片温度反馈信号传输连续，所有旋转叶片前缘快速加热且温度分布均匀，防冰效果好。     

基于有限元法液压支架底座的结构优化

为提高液压支架底座的可靠性和稳定性,对ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架底座进行有限元分析;建立底座模型并进行分析,确定其危险工况和其加载的方式;建立有限元模型并对其分析,确定了应力集中和位移变形最大位置以及每种危险工况的加载方式。根据有限元的分析结果,对底座结构进行拓扑优化,并以质量、最大应力和最大变形位移为优化目标,进行尺寸优化。优化后底座最大应力最大减小了79.7%,最大变形位移最大减小了53%,质量减少了3.7%,底座的整体强度得到了提高,同时实现了底座的轻量化,疲劳损伤和变形位移较小,达到了预期的优化目的,安全系数均得到了提高。     

三维CAD基础知识与基本方法(二)

一、工程分析在产品设计中需要对产品的结构、运动、受力、变形、受热等进行综合的分析计算。这些任务需要由ＣＡＥ工程分析系统来完成。ＣＡＥ系统涉及的领域非常广,从基本的运动学、动力学分析计算,到采用有限元方法进行应力和位移分析、振动分析、动态响应分析、非线性分析、疲劳分析、热传导分析以及电磁场和流体分析等。对于结构复杂、设计要求较高的产品,其关键零部件一般都要经过ＣＡＥ系统的分析、优化。这样可以提高产品质量、减少设计返工、缩短开发周期。根据不同的应用领域,有大量的商品化ＣＡＥ分析系统。一般大型的ＣＡＤ…     

某风洞喷管段大型柔板结构应力监测试验研究

为确保某风洞喷管段大型柔板结构成型过程的安全可靠,在该柔板结构应力集中的部位布设多组电阻应变计构成应变、应力监测系统,对多组液压驱动机构运动过程中柔板结构的形变和局部应力进行实时监测和预警。采用有限元分析计算确定了应变计布设的应力集中部位,建立了多点应变、应力实时监测系统,得到了柔板成型全过程的应力数据。通过对试验数据进行分析,并与有限元理论计算结果进行对比,表明实测数据与理论数据一致性较好,证明了理论计算方法及所建立的监测系统的正确性和有效性。该监测系统可确保该大型柔板结构变形过程中的安全可靠,为风洞及其他类似设备结构的应变、应力监测系统的设计和实现提供了借鉴。     

LNG船液舱围护系统安装平台简化分析模型与优化

为实现LNG船液舱围护系统安装平台的最优化设计,分别用MSCPatran和MSC Nastran建立三维模型、进行静力分析;根据力学等效原理将三维模型简化为二维模型,进行变形和支座反力分析计算,依据三维模型的计算结果对二维模型进行修正,使简化的二维模型在不同工况下的变形和支座反力与三维模型的基本一致;最后进行二维模型的灵敏度分析,挑选出对结构质量影响较大的截面尺寸作为设计变量,以节点位移作为约束条件,以结构质量最小化为目标函数,对二雏模型进行结构优化,使结构质量最小．结果表明该方法使安装平台在满足位移约束要求的前提下极大地减轻结构质量,达到优化目的．     

基于ANSYS的输流管道液固耦合有限元仿真

本文利用ANSYS软件建立输流直管有限元模型,仿真给定输入流体流速脉冲时管道在3种不同支撑方式下的动力学响应;分析不同支撑条件下管道振动（固支点反作用力、特征点、截面位移及截面应力）的情况,并根据分析结果对输流管路的支撑方式提出建议,以减小液固耦合引起的管路振动及其对管道支撑结构的破坏,计算结果对管道系统的优化设计和振动对策有一定的指导意义。     

防冰总压/静压探针结构及控制系统设计与应用

结冰风洞的过冷液态水滴容易在总压、静压探针的进气口结冰,严重影响总压/静压测量的精准度和可靠性。设计了带温度反馈的防冰总压探针、皮托管和壁面静压测量单元,将总压、静压导管置于加热体内,使总压、静压进气口温度实现闭环控制;优化设计、安装工艺,将铠装双螺旋电加热丝、总压导管和温度传感器安装在不到10 mm管内,使电加热元件绝缘不受损;电加热丝紧贴内壁面,温度传感器伸入进气口附近,总压探针、皮托管无加热死区;采用变结构电加热控制策略,与风洞运行参数连锁控制,实现电加热防冰控制系统快速调节和控制精度要求。解决了总压、静压进气口结冰问题,防冰总压/静压探针已成功应用于结冰风洞复杂试验环境中。