基于有限元的柔性铰链微位移放大机构设计

设计了基于有限元的柔性铰链微位移放大机构.给出放大机构的微位移损失与所加负载的关系,利用ANSYS软件对3种不同类型柔性铰链组成的放大机构进行了建模和有限元分析,验证了不同类型柔性铰链组成放大机构的变形和应变情况.     

大行程无耦合二维精密微定位平台设计与分析

为了满足当前精密重型设备对于大行程微定位平台的需求,本文提出了一种压电驱动大行程无耦合的二维精密微定位平台,该平台以压电陶瓷作为驱动元件,利用菱形位移放大机构对位移进行放大输出,同时实现了平台二维大行程、无耦合独立运动。设计了微定位平台的结构,分析了平台的工作原理;运用正交分析法研究了菱形位移放大机构位移输出的影响因素,优化了菱形位移放大机构,得出了平台优化的设计参数;通过有限元软件进行仿真分析,得到了平台的输出位移、位移放大倍数、刚度、固有频率、谐响应频率及最大位移输入时的应力。     

基于压电双晶片驱动微位移放大机构设计

本文主要介绍了以压电双晶片驱动微位移放大机构的设计,该放大机构以三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出。并通过理论计算、建模以及有限元软件对微位移放大机构进行设计,最后制作了微位移放大机构的样机,并进行了实验测试。对得到的测试数据进行分析,结果表明:微位移放大机构的行程为0～77.8μm,放大倍数约为6.2倍。     

一种基于柔性铰链微旋转平台设计与仿真

针对微/纳精密操作定位精度需求,采用压电驱动方法,设计一种基于柔性铰链的新型微旋转平台。设计一个直角柔性铰链一级放大机构对机构的输入位移进行放大;并对放大倍数和旋转角度进行了理论分析;比较该微旋转定位平台输出位移理论值和ANSYS有限元仿真值,理论值和仿真值基本吻合;对微旋转定位平台的柔性铰链应力变形进行了验证,在满足其输出位移情况下,材料的力学性能符合设计要求。     

压电双晶片型微位移放大机构研究

本文主要研究以压电双晶片作为驱动元件,由三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出的微位移放大机构.通过理论计算、建模等对微位移放大机构进行设计;制作了微位移放大机构的样机,并进行了实验测试.对得到的测试数据进行分析,得出了结论:微位移放大机构的行程为0～77.8μm,放大倍数约为6.2倍.     

压电双晶片型微位移放大机构研究

介绍了以压电双晶片作为驱动元件,由三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出的微位移放大机构。通过理论计算、建模等对微位移放大机构进行设计,制作了微位移放大机构的样机,并进行了试验。对得到的测试数据进行分析,研究结果表明,采用压电材料作为精密设备的驱动元件性能良好,所研制压电双晶片型微位移放大机构原理,可推广应用到其他微位移定位系统,是一项具有实际应用价值的技术。     

超磁致伸缩微位移放大机构的设计与性能研究北大核心

针对超磁致伸缩驱动器在特殊工作情况下位移量过小的问题,设计一种杠杆结构的柔性铰链式超磁致伸缩微位移放大机构。通过理论计算与有限元分析相结合,验证该设计的合理性,并搭建实验平台测试超磁致伸缩驱动器驱动下放大机构的输出特性。结果表明:所设计的柔性铰链式放大机构放大比为5.32,等效刚度为1.29 N/μm,负载能力强,位移损失量较小,输出效率较高。     

一种位移放大微动平台的设计和特性分析

为了增大微动平台的工作行程,设计一种新型位移放大机构,并对其静态和动态特性进行分析。采用杠杆原理设计一种新型的二级微位移放大机构。采用有限元软件ANSYS对机构的柔度和放大倍数进行分析,分析结果表明所设计的平台能放大y方向位移,放大倍数为8.81,而在x和z方向位移较小。对机构进行灵敏度分析表明该机构在x、y方向的位移灵敏度分别为0.86μm/μm、8.82μm/μm,说明机构在放大y方向的位移反应较灵敏。对机构进行模态分析,从振型可以看出该机构能实现运动方向为x和y方向平动,但在x方向的位移较小,并且预应力对机构的固有频率影响较小。研究结果表明,所设计的机构具有较大的工作空间和较高的灵敏度。     

基于柔性铰链的微位移机构设计

针对传统机械式微位移机构无法达到很高的定位精度,设计了一种用于实现精密定位的压电陶瓷驱动的微位移机构.给出了该机构柔性铰链的设计参数,并计算了铰链材料的强度.利用有限元分析软件ANSYS对微位移机构进行结构静力分析,分析了理论计算与实际机构之间存在的误差,结果表明,所设计的柔性铰链参数是正确的.     

基于超声波电机的三维微动平台的设计

为了适应航空环境中低电压和轻重量的要求,设计了一种基于柔性铰链微位移缩小机构的微动平台。微动平台由超声波电机作为驱动元件,利用杠杆原理,经由柔顺机构输出缩小位移,从而实现机器人末端手臂的微位姿调整。对微位移缩小机构缩小倍数与运动学做了理论分析,并对柔性铰链位移和最大应力进行了有限元分析,实验证明该微动平台可以实现预期的运动。     

双孔微剪切评定焊接接头的局部强度

提出一种评价力学性能不均匀焊接接头强度的方法,研制了测量材料局部力学性能的双孔微剪切试验装置,对焊接接头各区域进行微剪切试验.记录加载过程中载荷传感器和位移传感器传输的数据,转化得到剪切应力-应变曲线.建立双孔微剪切试验的有限元模型,选择不同屈服应力和加工硬化指数的材料进行有限元模拟,建立试验剪切应力,应变曲线与材料强度参数的相关性,并利用拉伸试验对其准确性进行了验证.结果表明,利用双孔微剪切试验曲线可直接得到材料的强度参数,并利用双孔微剪切试验测定X70管线钢焊接接头上各区的强度.     

后纵臂的断裂原因分析

汽车在试验场行驶21 000 km后发现后纵臂断裂，该类后纵臂曾多次发生断裂故障。后纵臂在使用过程中受拉、压、扭等复杂载荷。通过对后纵臂进行外观观察，对其断口进行宏、微观观察，并对后纵臂进行金相组织检查、硬度检查及有限元模拟，确认后纵臂的失效性质，并分析其断裂原因。结果表明:后纵臂的失效性质为疲劳断裂；后纵臂的断裂过程为:在压应力作用下后纵臂中间安装孔处首先发生失稳变形，当后纵臂再次受拉时最大应力转移到中间安装孔处，在交变载荷的作用下发生疲劳开裂。适当增加后纵臂的厚度以提高其刚度，厚度增加后的后纵臂未再发生过类似的断裂故障。     

1050铝合金扭转挤压加工的3D有限元分析(英文)

研究了扭转挤压做为一种大塑性变形加工技术的可行性,并将其与普通的正挤压进行比较。在室温下对AA1050铝合金成功进行了扭转挤压和正挤压。采用商用有限元软件ABAQUS/Explicit模拟挤压过程。结果表明,在扭转挤压中,所需的载荷要比正挤压所需的小。有限元分析结果表明,在扭转挤压中,试样承受了较高的等效塑性应变,在挤压的最后阶段扭转挤压试样中的应变分布较之正挤压更为平滑,均匀。     

基于强度理论的扭力梁支架失效有限元分析及优化

为解决纯电动汽车扭力梁支架在道路试验中发生开裂的问题，运用有限元软件建立车身结构的有限元模型，通过整车多体动力学分析提取典型工况的载荷作为其载荷输入，基于强度理论，采用惯性释放原理对支架进行强度分析，结果表明:支架强度存在较大风险，风险位置与整车道路试验开裂位置基本吻合。针对危险位置提出优化方案，提高支架结构强度。通过提高支架的强度和传递支架的载荷，能够有效改善支架结构的应力分布。跟踪路试耐久试验，验证方案的可行性。通过利用CAE分析技术在产品开发过程中的应用，有效找到问题原因并有针对性地加以优化，从而缩短开发周期和节约成本。     

车用扭杆端头镦粗工艺参数对其表面损伤的影响

针对车用扭杆端头在镦粗加工时,其始锻温度、锻造方式以及锻机进给速度等工艺参数对端头的表面质量影响较大的问题,采用有限元法,建立车用扭杆及端头的有限元模型,利用Deform-3D软件对扭杆及其端头进行网格划分以及边界条件设置,对其镦粗过程进行仿真,考虑了热交换模型,对不同的始锻温度和进给速度下,扭杆端头所产生的轴向应力、轴向应变以及表面损伤进行探究,得出了适用于车用扭杆端头镦粗工艺的相关规律。结果表明:始锻温度在1150~1200℃之间、锻机进给速度为1 mm·s-1时,车用扭杆端头的表面损伤最小,工件性能较好。     

螺旋通道长度对纯铝粉末多孔材料等径角挤扭变形的影响

针对等径角挤压和挤扭两种工艺的不足,在充分发挥各自优势的基础上,提出了一种新型的大塑性变形工艺——等径角挤扭(Equal Channel Angular Pressing and Torsion,ECAPT)。采用DEFORM-3D软件对纯铝粉末多孔材料等径角挤扭成形过程进行单道次三维有限元模拟,重点分析螺旋通道长度对变形试样挤压载荷、等效应变、致密行为等场量变化规律的影响。结果表明,相比于传统的ECAP变形,ECAPT工艺螺旋通道的存在,可大大增加变形试样内部的静水压力;合理的螺旋通道长度,可有效提高变形试样的累积应变量和应变分布均匀性,显著改善变形试样的整体致密效果。文章在综合考虑最优数值模拟结果的基础上,自行设计了螺旋通道长度为30mm的ECAPT模具,并进行了相关实验验证,证明了所建立有限元模型的可靠性。     

基于Abaqus软件二次开发技术筒形件旋压过程研究

应用Python环境下Abaqus二次开发的自动化技术,试图解决多道次旋压成形筒形件的有限元模型自动生成这个问题.通过有限元模型的参数化设计,确定了这些参数的编程方式及其有限元模拟分析的应用程序.以Ti-50A筒形件为算例,实现了多道次旋压成形的有限元模型参数化.包括建模、确定材料参数、截面属性、加载条件、确定接触、计算及其后处理直至生成完整的数据报表.     

Numerical investigation on torsional stress concentration factor at the semi elliptical corrosion pit

Under torsion, stress distribution at semi elliptical corrosion pits, secondary pit nucleated at the bottom of semi elliptical base pits and also orientation of the semi elliptical primary pits have been investigated by conducting a series of three-dimensional pits models to predict stress concentration factor, systematically. Based on the finite element analyses, aspect ratio is the main parameter affecting SCF. Pits, having higher aspect ratio, are the most dangerous form and can cause significant reduction in the load carrying capacity. When a premature pit nucleates at the bottom of primary pit, SCF increases sharply within the secondary pit region.     

轧制轧制变形对Al-Zn-Mg-Cu合金中S相破碎情况的影响

针对传统的对称轧制方式难以破碎Al-Zn-Mg-Cu合金中粗大S(Al;CuMg)相的问题,根据蛇形轧制变形区的受力特点,通过主应力法分析了变形区内受力最小区域的应力,并建立了7055铝合金在蛇形轧制过程中粗大S相变形的微观有限元模型。采用建立的有限元模型对对称轧制、异步轧制和蛇形轧制过程中7055铝合金中S相的应变进行了模拟,开展了轧制实验和对S相形貌进行观察,对有限元模型的准确性进行了验证。结果表明:微观有限元模型准确可靠;随着非对称因素的增加,板材心部S相的破碎程度增加,即蛇形轧制>异步轧制>对称轧制;蛇形轧制板材表层S相较心部的应变更大、破碎程度更严重。