基于FEM/BEM变速器箱体辐射噪声的研究

采用有限元和边界元联合的方法对变速器箱体的辐射噪声进行分析研究。首先针对某型车辆变速箱箱体,建立箱体与箱体内机油的流固耦合有限元模型和箱体的边界元模型,并分析其所受激励载荷;然后进行强迫振动有限元的数值仿真计算,并通过试验进行验证,试验数据与仿真数据基本吻合;最后将振动的有限元计算结果作为箱体边界元模型的边界条件进行噪声辐射的数值仿真计算。根据计算的结果,对该箱体的结构进行有针对性的加筋强化,仿真计算的结果表明,进行加筋处理后的箱体噪声辐射能得到有效的抑制。     

某型包装箱跌落动力学仿真分析

目的研究某新型导弹包装箱跌落工况下的冲击动力学响应,校核箱体结构是否满足设计要求。方法采用有限元仿真技术,研究包装箱结构跌落冲击动力学行为。建立箱体结构三维仿真模型,分析水平跌落和棱边跌落等2种工况,得到箱体的应力分布以及加速度响应,进一步对仿真分析结果的可靠性进行试验验证。结果 2种跌落工况下,箱体所受最大应力均小于材料的屈服极限。经跌落试验测试,箱体结构完好,无损伤和变形,试验结果与仿真结果吻合。结论有限元分析结果合理可靠,包装箱结构性能满足设计要求。     

双制冷循环电冰箱的计算机仿真

本文以一台双制冷循环电冰箱为对象，在分析制冷系统及其部件的动态特性的基础上，建立了制冷系统的动态仿真模型及箱体的传热模型，通过比较计算与实验的结果，证实了模型的可靠性。用本文的模型，研究了制冷系统部件之间匹配与功耗的关系，进而进行了优化分析。指出了系统匹配的优化方向，并对所得之优化结论进行了实验验证。     

大型精密仪器运输包装箱设计及试验

目的为了在控制包装箱整体重量的同时,提高包装箱的气密性及承压能力,对大型精密仪器运输包装箱的结构进行设计及优化。方法针对精密仪器运输过程中"气体保护及密封性"的需求,设计钢骨架与玻璃纤维复合的箱体结构,并利用有限元仿真对设计方案进行分析评估,最后进行箱体的承压试验与气密性试验。结果箱体在极端工况下的最大变形量为4.82 mm,在建立的箱内温度和大气压补偿模型基础上,包装箱泄露率仅为520.5 Pa/48 h。结论采用钢骨架与玻璃纤维复合的箱体结构,满足了大型精密仪器运输的承压及密封性要求,为大型密闭箱体设计及试验提供了参考。     

锂电池包箱体用7003铝合金FSW焊接工艺的 仿真及其性能分析

以锂电池包箱体用7003铝合金为焊接对象,采用搅拌摩擦焊（FSW）工艺进行接头焊接,利用有限元软件SYSWELD对箱体铝合金板焊接过程进行模拟仿真,并对比分析了模拟仿真与实际焊接实验的效果。结果表明：当焊接速度为3 mm/s时,搅拌头转速为2 100~2 500 r/min可以满足焊接工艺要求;实际焊接实验结果与模拟仿真结果吻合,焊接接头金相组织性能均匀,固溶490 ℃/3 h和人工时效180 ℃/12 h后,接头抗拉强度为369.2 MPa,延伸率为7.6%。     

基于刚柔耦合建模的齿轮箱动力学仿真与实验研究

运用LMS Virtual.Lab建立了齿轮传动系统多刚体模型,通过仿真计算获得了齿轮副的时变啮合刚度,并与运用有限元法仿真计算得到的齿轮副时变啮合刚度进行了对比。考虑齿轮箱体柔性化,通过对刚柔耦合模型进行动力学仿真分析,在获取箱体Craig-Bampton模态的基础上,建立了箱体-轴承-齿轮耦合动力学模型。计算获取了齿轮副动态啮合力、齿轮箱体表面振动响应云图以及关键点的振动加速度、速度和位移,并开展了台架试验和验证分析。结果表明,运用刚柔耦合法仿真得到的齿轮啮合力以及齿轮箱体动态响应,其能量主要集中在齿轮啮合频率及其倍频处,运用刚柔耦合法仿真结果与实验结果在振动加速度以及振动位移方面有良好的一致性,验证了齿轮系统刚柔耦合模型的正确性。     

铁路货车滚动台理论模型建模及仿真分析

本文建立了货车非线性的滚动台数学计算模型和线路计算模型。通过计算机仿真，同时与滚动台试验结果的比较，分析了滚动台各种偏差对试验结果的影响，以及滚动台模型与线路模型的差异。计算结果与试验结果取得了较好的一致。所研制的滚动台的货车非线性动态仿真计算数学模型和相应软件可用于多方案试验结果的预测。     

花卉运输包装箱创意改型设计

目的研究并解决花卉运输包装箱强度低的问题。方法在箱体的4个侧边角粘贴安装纸护角,在箱体内侧面上粘贴安装带有槽口的调节块,在调节块上安插竖直隔板和水平分层隔板。结果在箱体的4个侧边角安装纸护角,提高了包装箱多层堆码时的支撑力。竖直隔板和水平分层隔板的设置,增强了箱体纵向和横向上的内应力,提高了箱体整体的包装强度。同时通过结构设计将箱体内部大的空间分成了若干小空间,利于不同花种的花卉分类装箱,在某种程度上也抑制了“挤压”包装。结论结构设计后的包装箱经过软件仿真模拟受力试验,抗压性能有了明显的改善,可以有效降低花卉损耗率,提高经济效益,因此具有较好的市场应用价值。     

准双曲面齿轮箱响应分析及动力优化

综合考虑轮齿啮合变形、轴弯曲变形及轴承支撑刚度,建立准双曲面齿轮传动系统动力接触有限元分析模型,利用LS-DYNA仿真计算轴承的动态支反力;将轴承支反力作为箱体的动态激励,建立准双曲面齿轮箱动力分析模型,利用ANSYS进行动态响应分析,并与试验结果比较。以加速度响应均方根值最小为优化目标,箱体结构参数为设计变量,静态应力、位移及箱体体积为约束条件,建立准双曲面齿轮箱动态响应优化模型,用零阶方法求解,得到箱体最优设计参数。     

双环减速器辐射噪声数值仿真及试验研究

以中心输入式双环减速器为研究对象,综合考虑齿轮内部动态激励以及环板不平衡惯性激励,建立了减速器传动系统及结构系统的动力有限元分析模型,应用ANSYS软件对双环减速器进行固有模态及动态响应数值仿真。以振动位移作为边界条件,建立减速器箱体的声学边界元分析模型,在SYSNOISE软件中用直接边界元法计算了箱体表面声压及场点的辐射噪声。利用传动系统试验台对双环减速器进行振动加速度及辐射噪声测试,并与数值仿真结果对比分析,两者吻合良好。     

环境试验箱内温度场均匀性的模拟与实验

在精密的电子元器件环境试验测试中,环境试验箱内的温度场均匀性、波动度等对测试效果的好坏至关重要。为了研究开发出高性能的环境试验箱,本文首先根据不同送、回风口型式（箱体构造）对速度场和温度场的影响,对箱体内结构进行了优化设计,在顺时针和逆时针箱体结构的基础上拓展了不同的结构型式;并对这些不同结构型式的箱体进行了模拟仿算,包括不同的送风口型式、角度和不同的回风口型式结构;对比仿真结果后,对圆形回风几何中心结构的箱体进行了实验验证。研究结果表明：七种不同的箱体结构模型中,0°倾角顺时针、几何中心位置逆时针以及多出风口模型三种模型的温度平均值和温度标准偏差都非常接近;实验和仿真数据在温度场均匀性标准偏差方面仍然存在一定的差距,所有测点平均温度为-71.55℃,温度误差为-1.55℃,最大温度偏差为1.8℃,但数据去中心化后,温度场各测点的温度具有相似的分布趋势。     

小型恒温箱恒温性能的理论及实验研究

通过分析恒温箱内外的热量平衡，建立箱体内部温度变化的动态方程，进行理论求解，并分析箱体形状系数和内热源对箱体内部温度的影响。同时设计1台有效恒温空间为1350mm×340mm×450mm的小型恒温箱，进行不同温度波动下的恒温特性。结果表明，冷热源方式对恒温箱内温度的稳定有较大影响，较大的体型系统有利于维持恒温，另外动态方程的计算结果与实验相符。     

考虑啮入冲击激励的跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声预估与试验研究

以跨座式单轨牵引齿轮箱为研究对象,综合考虑驱动电机扭矩波动引起的外部动态激励和啮入冲击激励、刚度激励、误差激励等内部动态激励,建立跨座式单轨牵引齿轮箱动力学有限元分析模型,基于模态叠加法求解齿轮箱振动模态与振动响应,并提取箱体外表面振动位移作为噪声预估边界条件;进而,建立单轨牵引齿轮箱声学边界元分析模型,借助直接边界元法对齿轮箱辐射噪声进行预估,得到箱体表面声压与场点声压值;而后,搭建跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声测试试验台,开展振动响应与辐射噪声测试。研究结果表明,箱体动态响应频域曲线的峰值及箱体表面声压最大值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处;仿真所得的箱体振动加速度、外声场点辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台实测结果吻合良好,验证振动噪声预估方法的合理性。     

周转铝箱的轻量化设计

目的 以某周转铝箱作为研究对象,通过有限元分析方法和正交试验设计对周转铝箱进行轻量化设计,以解决结构强度设计过剩的问题。方法 利用有限元分析软件Ansys Workbench对周转铝箱进行堆码工况的仿真分析,通过2个失效准则对分析结果进行评价,基于正交试验设计优化方案,通过Matlab软件对优化方案进行数学模型的建立及计算。结果 通过仿真分析,第1阶模态载荷因子为6.98,基于失效准则,周转铝箱的安全余量较大。根据极差分析,以箱体自身质量为唯一指标,确定了周转铝箱箱体侧柱厚度尺寸对箱体自身质量的影响最大,继而通过Matlab进行数学模型的建立以及计算,轻量化方案在满足工况使用条件的同时箱体的自身质量减少了9.88%。结论 轻量化设计后的周转铝箱符合强度失效和稳定失效2个准则,且满足实际工况使用条件,进一步说明采用正交试验法和有限元分析法进行轻量化设计的方案是可行的,实现了成本的减少,也提高了材料的利用率。     

冰箱内温度场与流场数值模拟

冰箱箱体内温度场和流场分布对食品的保存质量有很大的影响。为了得到箱体内温度场和流场的实际分布及其影响因素,作者搭建了电冰箱箱体测试实验台。用Agilent34970A数据采集／开关单元等组成的温度测试平台对冰箱箱体各内壁面和六个空间特定点的温度值进行监测。建立了三维稳态数值计算模型,运用FLUENT软件对箱体内的流动和换热进行了数值模拟。通过将六个空间特定点的模拟结果与实验结果进行对比,两者吻合较好,从而验证了计算模型的准确性。     

基于Fluent的多温区保温包装箱温度场仿真分析

目的探究多温区保温包装箱在不同条件下保温箱内部温度场及保温效果的影响。方法以冷藏区(0~8℃)、冷冻区(0℃以下)双温区EPP保温箱为研究对象,采用Ansys Fluent工具建立等比模型,通过实测实验保温时间来验证模型的可靠性。选取蓄冷剂摆放位置、箱体材料、外界环境温度等3个因素,分别进行仿真计算分析其对保温箱内部温度的影响。结果通过仿真模拟得出蓄冷剂侧面摆放时内部空气温度场最为均匀,保温效果最好,保温时间相较于最差的边缘摆放冷藏区提高了41.37%,冷冻区提高了51.59%;3种箱体材料中EPU材料的保温箱保温效果最好,保温时间相较于EPP材料,冷藏区提高了36.84%,冷冻区提高了41.24%;随着外界温度由23℃升高到40℃,箱体保温效果冷藏区降低了59.73%,冷冻区降低了55.04%。结论通过计算机仿真方法可对多温区保温箱温度场进行数值模拟,其结果可为多温区箱体实现多温共配提供一定的理论依据。     

基于有限元分析的洗衣机跌落冲击仿真及改进设计

基于有限元理论实现某型全自动洗衣机在跌落冲击载荷下的仿真分析和设计改进.首先运用CAD软件Unigraphics(UG)建立洗衣机运输包装件的初始设计模型,然后将实体模型导入有限元软件Abaqus建立有限元网格模型并进行跌落仿真分析.分析结果表明跌落过程中箱体部件会发生起皱变形缺陷,仿真预测结果与试验结果吻合良好.针对当前设计中存在的问题,对洗衣机进行了局部改进设计和重新分析验证.改进设计后的洗衣机整机强度得到了有效增强,满足了跌落试验要求.这种"基于仿真的设计方法"为家电产品开发提供了一种新的有效手段.     

箱体零件CAD／CAPP／CAM集成系统的研究与实践

在ＣＩＭＳ环境下，针对箱体零件ＣＡＤ、ＣＡＰＰ、ＣＡＭ信息集成的功能需求，在基于特征的箱体零件信息模型、工艺计划模型与服务于工艺设计的制造环境模型的支持下，开发出了特征造型，工艺设计及加工过程仿真与ＮＣ编程等子系统，从而完成了一个集成化的箱体零件ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系统。     

衰荡光腔温度控制研究

研制出一套光腔衰荡光谱中的温度控制系统。首先,设计了内壁带有硅胶加热片的控温箱体,将光腔置于箱体中并模拟内部温度分布;然后,对箱体进行有限元分析及参数化扫描,得到最优化情况下加热片的分布及功率大小,保证光腔通光部分温度的均匀性;根据仿真结果完成实际控温箱体和加热片的加工,以比例积分微分（PID）控制算法为核心,设计包括温度采样模块、控制模块、驱动电路模块等在内的硬件电路系统,开发相应的控制算法,精密控制光腔内部的温度变化,实现衰荡光腔通光部分8 h内温度变化标准差不超过0.01 ℃。     

基于有限元仿真的防冻包装保温性能分析

目的 考虑到寒冷地区不同的低温气候以及不同温敏产品在0～8 ℃的保温时长需求,对防冻保温包装箱箱体以及内部蓄冷剂的工程设计参数进行选择分析,以完善防冻包装方案。方法 首先对防冻保温箱进行有限元建模,分析在低温环境下其瞬态温度变化以及有效保温时长,再结合实际的试验去验证其建模的可信度。利用有限元模型模拟低温环境下保温箱保温性能,先将保温箱箱体基本参数固定,研究蓄冷剂的相变温度和相变潜热对保温性能的影响,再将蓄冷剂的基本参数固定,研究箱体的厚度和导热系数对保温性能的影响。分别拟合出保温箱保温时长的温控图,讨论在不同保温时长要求下保温箱蓄冷剂以及箱体的参数选择。结果 通过仿真和试验的对比,防冻保温箱模型平均偏差为4.6%,符合工程要求;由仿真数据得出,在满足外界低温环境和保温时长条件下,得到所需蓄冷剂和保温箱箱体的工程设计参数合理。结论 在各种外界低温环境和冷链物流保温时长要求下,科学合理地选用蓄冷剂和保温箱箱体的工程设计参数可提高保温箱的控温效率,这可以为冷链物流运输中防冻包装的优化设计奠定基础。