搅拌车副车架疲劳强度优化

以CAE技术为基础,对13方混凝土搅拌运输车副车架进行结构分析、疲劳寿命分析,并提出优化方案。应用CATIA软件建立副车架实体模型,将模型导入ANSYS Workbench15.0中,得到有限元模型;考虑搅拌车典型工况进行静力学分析,获得副车架在各工况下的应力应变情况;在静力学分析基础上,使用Fatigue Tool对其疲劳寿命进行分析评估,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位,得到疲劳分析结果。用解析法验证有限元分析的正确性。针对车架疲劳寿命分析反映出来的问题,建议主要在材料、结构和工艺三方面对车架进行优化,提出优化方案。     

扭力梁优化分析及动特性研究

基于某款A级轿车的前期开发设计,利用有限元方法建立后扭力梁悬架模型,针对扭力梁在极限工况下进行静力学分析,得到悬架的典型工况下的强度应力分布情况;针对扭力梁悬架结构局部应力过大问题分析,在结构薄弱区域进行结构优化改进,最终获得扭力梁悬架的优化设计方案,避免了结构因强度问题导致裂坏。在此基础上,对扭力梁悬架进行运动特性分析,并与试验进行对比分析,验证该悬架动力学基本特性设计方案满足要求,为扭力梁悬架的前期开发设计提供借鉴与参考价值。     

S195型曲轴强度有限元分析及试验研究

运用APDL语言建立了S195型六缸曲轴有限元模型,实现载荷和边界条件的参数化加载,并运用有限元方法对S195型六缸曲轴静态工作特性进行分析,获得曲轴的静态条件下最大应力、最大变形量及其出现的位置。模拟结果表明,第3个工况条件下(第三缸发火),曲轴所承受的静态应力最大,达506MPa,超过材料的屈服极限,最大应力出现在连杆轴颈和主轴颈的过渡区域,进而导致曲轴失效。同时,结合有限元模拟结果对不同工况条件下曲轴进行了试验验证,结果表明上述有限元分析结果与静态应力试验结果基本一致。     

汽车起重机转台的有限元分析及拓扑优化设计

转台是汽车起重机起重作业的中心枢纽,工况多,受力复杂,容易发生破坏失效的情况。为了解决转台承载能力、刚度匹配和重量轻量化之间的矛盾,对汽车起重机转台进行了结构优化设计。首先,根据汽车起重机转台的结构特点,建立了转台的有限元模型,并计算出转台在不同工况下的应力分布情况。同时,对转台应力分布进行了实验验证,发现转台各测试点的应力误差大多数被控制在10%以内,从而验证了转台有限元模型的可靠性。最后,运用Hyper Works软件对汽车起重机转台结构进行了多工况拓扑优化,优化结果表明:优化后的转台质量减少了0.49t;转台在各工况下的刚度最大提高了29.57%;转台在各工况下的平均应力普遍下降。     

基于多学科多目标的后副车架轻量化设计

为了减轻某后副车架的重量,首先基于后副车架有限元分析模型对其进行自由模态分析,分析结果表明其前两阶频率均处于其发动机激振频率之外,能够有效地避免其发生共振。模态实验结果表明其仿真值与测试值基本一致,因此其有限元模型及其分析结果具有较高的准确度。然后基于典型工况的受力分析,同时建立后悬架多体动力学模型,获取各个工况下各个外连点的载荷,并且据此对其进行强度分析,分析结果表明其极限工况下的最大应力均低于材料极限,满足强度要求。最后基于Isight集成优化平台对后副车架零部件的料厚进行多学科多目标优化分析,获得了料厚的最佳设计参数,分析结果表明优化之后其强度性能和模态性能基本保持不变,其重量减轻了17.1%,并且其轻量化方案也顺利通过了整车道路可靠性实验。     

移动载荷作用的复杂箱型梁端部构形优化

装配式建筑构件综合安装和冶金生产线常用的起重机箱型主梁端部变截面焊缝处存在明显应力集中,在变载荷作用下,会产生疲劳裂纹的构形不合理问题。以起重机箱型主梁为研究对象,建立了合理的有限元主梁参数化模型,并对其进行静力学分析。并通过有限元软件模拟箱型梁在移动载荷作用下的瞬态响应,得到箱型梁跨中的位移响应和端部应力响应。最后根据分析结果,采用热点应力法构建端部最大应力表达式,在保证箱型梁质量增加较小以及其他约束条件下,以端部应力最小为优化目标,建立优化模型,通过优化使箱型梁端部应力满足强度条件。将优化方案与初始方案对比,验证了优化方案的可行性。     

某军用扩展方舱传动机构有限元分析

某军用扩展方舱扩展机构采用了齿轮齿条传动方式。为了研究扩展机构在承载模式下的力学特性,建立有限元模型,并对特定工况下的扩展机构进行静力学模拟计算,得出其应力和变形分布。结果表明,该传动机构最大应力值小于许用应力,且最大变形完全符合要求。     

运用ANSYS的复杂受力螺栓组联接失效分析

针对某自动扶梯驱动基座的T型螺栓组联接断裂失效问题,运用ANSYS workbench有限元分析软件建立其有限元模型.采用以螺栓中心点等效应力作为判定每条螺栓承担载荷的方法,结合事故过程和现场情况,对两种不同工况下的螺栓组联接进行静力学分析.结果表明,失效原因主要是螺栓防松脱措施不当,部分螺栓松脱后导致其他螺栓承担载荷严重不均,承担载荷较大的螺栓杆或螺栓头局部区域等效应力超出材料的屈服极限而断裂失效.断裂螺栓及断裂位置均与事故现场情况符合,验证了有限元分析的正确性,也以量化的方式论证了事故原因.     

基于拓扑优化的搅拌车减速器箱体轻量化研究

为提升搅拌车用减速器箱体结构性能，降低箱体的重量减少加工成本，提出基于拓扑优化的搅拌车减速器箱体轻量化方法。以10m³搅拌车PMB-7YR型减速器为优化对象，通过ANSYS Workbench对箱体进行有限元分析，基于分析结果采用变密度法对箱体结构进行拓扑优化，通过优化后云图进行结构设计完成轻量化设计。搭建搅拌车减速器试验平台，实现实际工况试车实验；并对优化前、后减速器箱体进行有限元比对分析，分析结果表明：优化后减速器整体质量减少15.4%，箱体最大变形量降低17.3%，整体的综合性能提升显著，对减速器的进一步研究和开发具有重要意义。     

某疏浚车副车架结构有限元分析

为了验证副车架设计模型的合理性,基于ANSYS Workbench软件对某型疏浚车的副车架进行了结构静强度有限元分析和模态分析。根据副车架工况确定副车架的载荷,建立副车架有限元模型进行有限元分析和模态分析,得到副车架恶劣工况下的应力情况和前6阶固有频率。分析结果表明:副车架的最大应力没有超过材料许用应力,固有频率均不在共振范围内,设计合理。     

YB3001新型变速器输出轴有限元分析

利用ANSYS Workbench12.1软件建立YB3001新型变速器输出轴在最大载荷下的有限元模型,并进行有限元静力学分析,计算得到输出轴各部位的应力与应变结果。结果表明在输出轴花键根部最易发生失效。     

基于Workbench的砼搅拌车罐体有限元分析

通过UG参数化建模建立混凝土搅拌车罐体的几何模型,然后将模型导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,简化后的模型壳单元与实体单元并存,接触设置采用MPC法,对其在不同工况下进行有限元分析,得到相应的应力-应变分析结果。通过对罐体强度和刚度的分析,为罐体进一步的设计优化提供理论依据。     

采用代理模型的汽车铝合金轮毂优化设计

提出基于神经网络代理模型的汽车铝合金轮毂优化方法.对铝合金轮毂的两种工况开展静力学分析,结果表明相比正对辐条加载,正对窗口加载时轮毂的受力状态更加恶劣,不同加载方式应力都集中于外侧轮辐与辐板连接处附近.设计并实施静力学试验,验证有限元分析的准确性.基于静力学分析结果,提出分层递进的轮毂轮辐优化方法,通过正交试验设计、神经网络代理构建和遗传算法寻优,实施轮辐尺寸优化、轮辐截面形状优化、轮辐圆角优化,最后对结构进行加强优化.与最初模型相比,优化后轮毂重量下降1.91％,正对辐条加载位移下降11.01％,最大应力下降7.54％,正对窗口加载最大位移下降10.79％,最大应力下降20.79％,轮毂力学性能有了较大幅度提高,同时达到了轻量化的目的 .本文提出的优化策略可为轮毂结构优化提供有益参考.     

液压挖掘机刚柔耦合动力学分析

针对挖掘机主要机械臂应力动态计算困难的问题,综合虚拟样机技术、有限元和动力学理论,采用模态缩减法柔性化动臂和斗杆,建立挖掘机刚柔耦合模型,实现了挖掘机模拟实际工况的动力学分析。求解了挖掘机机械臂动态应力特性及液压缸负载情况,结果表明,静力学分析存在局限性,综合考虑运动状态与负载的动力学分析能更精确计算危险工况时应力分布。动臂最大应力值为107.7MPa,斗杆最大应力值为40 MPa。该研究为类似机构的结构优化、疲劳分析和振动抑制提供参考。     

中型变速器壳体有限元分析

建立了变速器壳体的有限元分析模型。用有限元分析法,对某9档位铝壳汽车变速器的壳体进行静力学特性分析,结果表明极限工况下的应力应变满足极限条件,大大降低了后期故障风险,节省了研发成本。     

矿用单轨吊车运输系统优化设计与应用

在CREO软件中建立单轨吊车三维模型，导入ADAMS软件中进行动力学分析，以获得单轨吊车运输系统各连接点的载荷数据作为有限元分析的输入，建立有限元模型，通过Abaqus软件计算轨道在静止工况和驱动工况下的受力情况，绘制应力云图并进行分析。结果表明，静止工况和驱动工况下最大应力部位都集中在轨道与起吊承载梁相连接的移动承载小车处。针对轨道薄弱环节提出单轨吊车运输系统结构优化设计及单轨吊车运输优化方案，经验证模型方案中轨道安全系数符合梁安全系数要求。     

重型自卸车车架结构强度分析与改进研究

针对TY型自卸车车架结构设计是否合理的问题,将有限元分析方法应用到车架结构强度分析中。首先对车架模型做了合理的简化,建立了基于Hypermesh的车架结构有限元模型,并分析了弯曲、扭转和举升等多种工况下车架的应力情况;针对举升工况下车架第四横梁区域应力集中现象,提出了相应的车架结构改进方案;将第4横梁及其上连接板高度相应的加高,重新布局该处的螺栓孔,并对改进后的方案进行了强度校核。研究结果表明:改进后举升瞬间车架的最大应力减小了71.8 MPa,举升45°工况下车架的最大应力减小了55.2 MPa,弯曲工况和扭转工况下车架最大应力也有不同程度地降低,避免了该区域的应力集中现象,验证了该改进方案的有效性,为后续车架结构的改进提供了参考依据。     

基于有限单元法的渐开线斜齿轮静力学特性分析

基于ANSYS建立渐开线斜齿轮有限元模型,确定斜齿轮静力学有限元分析的边界条件,讨论了主动轮在不同周向力矩作用下主动轮和从动轮的静力学特性。结果表明运用有限单元法可以准确地分析斜齿轮的静力学特性,对准确地掌握齿轮应力的分布特点和变化规律具有重要的意义。     

“桑巴塔”回转架的有限元分析与钢结构轻量化

大型游乐设备核心部件的设计校核多采用以材料力学为基础的传统计算方式。然而对于复杂的装配件,传统计算方法难以建立吻合度较高的力学模型,因此力学计算的结果难以真实反映承载特性。采用有限元软件ANSYS Workbench真实模拟桑巴塔回转架的2种典型工况,得到回转架在典型工况下的应力、变形分布情况,确定应力关键部位。根据有限元静力学分析结果当中最大应力与最大变形的富余程度提出可优化的参数变量,将基于ANSYS Workbench神经网络响应面法的多目标遗传优化算法应用于回转架钢结构的轻量化设计当中,得出最佳的优化参数配比,实现回转架结构自重减轻8.3%,完成桑巴塔回转架静力学分析与轻量化设计的"无缝"设计流程。     

C形双面组合密封装置密封性能分析

为进一步研究C形双面组合密封圈在往复运动中的密封特性,基于力学和有限元理论,以活塞处C形双面密封圈为研究对象,利用三维软件建立C形双面密封装置结构模型,利用有限元分析软件ANSYS仿真分析空载工况下不同过盈量和受载工况下不同介质压力对C形双面密封圈的应力和变形的影响。结果表明:空载工况下应力和变形随着过盈量增大而增大,最大变形出现在靠近与缸壁接触处;负载工况下应力和变形随着介质压力增大而增大,且应力均集中于密封圈上下部,而最大变形区域出现在密封圈进油口下部。