变速器齿轮轴有限元及动力仿真分析

联合仿真法预估疲劳寿命包括获取载荷历程、应力应变场和材料参量三个方面内容.文章在此基础上依据企业提供的二维图纸,在三维造型软件Pro/Engineer中建立某型号变速器的第一齿轮轴实体模型.根据有限元基本理论,建立该轴的有限元模型.最后在有限元分析系统MSC.Nastran中进行该轴的应力分析,得出应力应变.采用Pro/E和ADAMS/View的专用接口模块Mechanism/Pro实现两者之间的数据转换,最后仿真得出齿轮轴与从动齿轮的载荷曲线,其与理论计算值十分接近.有限元分析及动力仿真结果对进行齿轮轴的疲劳寿命预估提供了必须的数据,为进一步来预测服役齿轮轴的剩余寿命有着重要的作用.     

基于Pro／ENGINEER的数控加工仿真

利用Pro/ENGINEER的Pro/NC模块可以对零件的加工过程进行仿真.Pro/NC数控加工与实际数控加工相似.先对加工工序所需机床、刀具、加工参数进行设置,再利用Pro/NC模块里的屏幕演示刀具轨迹和NC检测平台对数控加工过程进行仿真,看看刀具路径是否正确,同时可以看到加工过程中的过切和欠切现象,有助于加工工艺和程序的优化.     

基于Pro/E的弧面分度凸轮参数化设计及有限元分析

以弧面分度凸轮工作轮廓面方程为基础,直接利用Pro/E中的曲线命令建立笛卡尔方程曲线,利用边界混合命令生成曲面,合并曲面,完成实体化特征.应用Pro/E集成的有限元模块Pro/MECHANICA进行结构的有限元分析,得到静态分析、失稳分析、模态分析受力云图,为改进设计提供了参考依据.模型的一致性好、数据完整,克服了专业有限元分析软件前处理不足的缺点,提高了有限元分析的工作效率.     

基于NcodeDesignlife的高铁牵引电机轴承疲劳寿命预测

针对高铁牵引电机轴承在工作过程中出现的疲劳剥落现象,通过有限元理论和疲劳分析理论相结合的方法对轴承进行了疲劳寿命预测。将轴承静力学仿真结果作为疲劳分析模型,轴承多体动力学仿真结果应力-时间历程为疲劳分析的载荷循环。使用Ncode Designlife疲劳分析软件对轴承进行了疲劳寿命预测,得到疲劳寿命云图及疲劳损伤云图,预测了轴承疲劳寿命。进行了轴承台架疲劳寿命试验,仿真结果与试验结果平均误差为7.5%,验证了仿真结果的合理性及准确性。     

轴向柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测

轴向柱塞泵工作环境恶劣、工况复杂,柱塞在柱塞腔内做往复直线运动,承受着复杂的交变应力,疲劳损伤是其常见的失效形式之一。为了分析柱塞泵的疲劳损伤、预测其剩余寿命,提高其运行的安全可靠性,提出柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测方法。建立柱塞泵的刚-柔-液耦合模型,进行联合仿真并分析;基于Miner疲劳累计损伤理论,运用ANSYS Workbench软件及nCode模块,得到柱塞的疲劳损伤云图和疲劳寿命云图,对柱塞泵疲劳损伤的薄弱部位以及剩余寿命进行分析,最后探究了主轴转速、工作压力对柱塞泵疲劳损伤及剩余寿命的影响。结果显示：在典型工况下,柱塞的疲劳寿命约为7 448.8 h,基本可以满足柱塞疲劳寿命要求。     

I-DEAS软件在轮毂有限元分析中的应用

优化了铝合金轮毂的开发流程.采用I-DEAS软件对铝合金轮毂的弯曲疲劳、径向疲劳及冲击试验进行有限元分析,证明仿真分析可以满足指导车轮设计,优化车轮结构的要求.     

基于软件集成的箱形焊接结构冲床床身设计

阐述了Pro/E三维绘图软件与ANSYS有限元分析软件的集成方法,以箱形焊接结构冲床床身为实例进行了计算、分析,并利用结构应力云图进行结构优化和修改。     

龙门起重机金属焊接结构疲劳寿命分析

根据50 t×35 m龙门起重机的实际运行工况,对其金属焊接结构进行了有限元分析和动态仿真分析,得到了各种工况下的应力分布以及力-时间历程;把静态应力与力-时间历程相结合,计算出动态应力.在此基础上,利用国际焊接学会提供的疲劳寿命S-N曲线,对金属焊接结构进行疲劳寿命分析,得出其疲劳寿命分布云图.结果表明:柔性腿上部变截面处为疲劳薄弱部位,节点5031疲劳损伤最为严重,寿命为1.09×106次循环.     

车轮踏面参数检测系统的误差分析

针对车轮踏面参数检测系统的车轮轴线与回转中心的偏心、传感器测量方向不通过回转中心、传感器测量方向与测量面呈交角和车轮轴线与回转中心倾斜等误差因素,建立车轮踏面参数检测系统的误差因素影响模型,分析比较了各误差因素对车轮踏面参数测量值的影响。利用Pro/E软件建立LMA型标准车轮的三维几何模型,并设置模拟采样参数和进行切面采样,通过MATLAB软件对采样数据进行仿真分析。结果表明,仿真结果与设定值一致。     

基于软件集成的箱形焊接结构冲床身设计

阐述了Pro/E三维绘图软件与ANSYS有限元分析软件的集成方法，以箱形焊接结构冲床床身为实例进行了计算、分析，并利用结构应力云图进行结构优化和修改。     

基于ANSYS Workbench有螺栓预紧力的冲压法兰的有限元模态分析

冲压松套钢制管法兰(简称冲压法兰)是一种新型的非标管法兰,具有结构独特、加工工艺简单、材料消耗小等显著特点。由于缺乏相应国家标准,限制了冲压法兰的推广使用。针对冲压法兰在振动设备上使用时容易产生共振或疲劳的问题进行研究,运用Pro/E建立冲压法兰的有限元模型,通过Pro/E与ANSYSWorkbench之间的无缝连接导入,借助ANSYS Workbench有限元软件对受螺栓预紧力的冲压法兰进行受力分析,在此基础上对其进行模态分析,得到10阶固有频率、振型和应变云图。     

基于Corten-Dolan法则的低压训练舱疲劳寿命预测

训练舱舱体作为低压模拟设备的结构支撑，其主要破坏形式是由于舱体壁承受的压差载荷，加剧了应力集中部位的疲劳损伤，从而导致结构部分失效。针对负压大型舱体结构的疲劳损伤问题，以企业某型低压舱为原型，创建包括内加强筋、过渡舱在内的几何模型，进行了静力学和动力学分析，确保结构设计的合理性；同时，采用三点雨流法统计并获取对应的循环载荷谱；选择Goodman方程进行平均应力的修正，提高预测的准确性；最后，利用舱体材料的 S-N 曲线和Corten-Dolan法则，对其结构进行疲劳寿命预测分析，获取了危险单元部位在对应循环载荷作用下的循环次数、疲劳损伤和雨流矩形图。仿真结果表明：疲劳损伤严重部位的损伤值为1.018×10-5，局部可循环次数为9.822×104次，预计可使用寿命达15年左右；由雨流矩形图可知，平均应力主要集中在202.1~281.7 MPa之间，最大应力幅为211.8 MPa，平均应力以拉应力为主。     

巨型机械臂结构动态应力测试与强度分析

某巨型机械臂设计过程中使用了基于Pro/E、ADAMS和ANSYS平台的虚拟样机技术,进行了动力学仿真和静力学计算。为确保设备运转安全可靠,对巨型机械臂进行了动态应力测试,分析其运动过程中主体结构的应力分布,测试数据与ADAMS/ANSYS平台的联合仿真计算结果一致,确定了巨型机械臂的强度安全,证明了基于Pro/E、ADAMS和ANSYS平台的联合仿真计算技术路线对特种大型复杂机械设备研发具有很强的推广性。     

下落料式冲裁凹模刃口结构有限元分析

结合Pro/MECHANICA软件对冲裁凹模刃口的阶梯形刃口和锥形刃口2种结构进行了有限元模拟,从静态分析、疲劳分析、动态冲击分析等三方面对2种刃口所受到的应力、变形、应变及疲劳寿命等进行分析比较,得出2种刃口的不同工作特点,对下落料式凹模刃口结构设计提供理论依据。     

基于ADAMS的锥齿轮传动系统动态特性仿真和可靠性疲劳分析

利用Pro/E软件对齿轮进行参数化三维实体造型,并运用Parasolid把其导入ADAMS中,建立齿轮传动系统动力学仿真模型,进行运动分析、动态干涉情况分析以及利用动态指数进行可靠性疲劳分析,验证齿轮三维参数化造型过程及传动系统建模过程的合理性.     

抽油机齿轮齿条机构疲劳寿命分析

齿轮齿条式抽油机齿轮齿条机构由于长时间承受循环交变载荷而产生疲劳破坏。针对齿轮齿条机构的疲劳寿命问题,用名义应力法和Miner线性损伤理论对齿轮进行疲劳寿命分析。绘制精确的齿轮齿条机构模型,并对模型进行瞬态动力学分析;通过计算机构的疲劳寿命,得到齿轮和齿条的应力云图、损伤云图和疲劳寿命云图。结果表明：齿轮与齿条的应力主要集中在啮合处;疲劳破坏集中在齿轮齿条啮合处;齿轮的粗糙度越高疲劳寿命越低;环境温度对齿轮的疲劳寿命影响很小。研究结论为齿轮齿条式抽油机的结构优化提供了参考。     

基于ANSYS/FE-SAFE的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命分析

以某快速地铁车辆的一系钢圆弹簧为研究对象,开展疲劳寿命预测分析。通过有限元软件ANSYS建立一系钢圆弹簧模型,分析它在最大工作载荷下的应力分布;通过动力学分析软件SIMPACK建立快速地铁车辆模型,得出弹簧在纵向、横向和垂向振动位移时间历程;基于Miner线性疲劳损伤理论,以一系钢圆弹簧的应力和载荷谱为输入,结合疲劳寿命分析软件FE-SAFE对一系钢圆弹簧进行疲劳寿命计算。结果表明:快速地铁车辆一系钢圆弹簧第二圈内侧为应力最大部位,最大应力1294.19 MPa,疲劳寿命约为1945942次,符合某快速地铁车辆一系钢圆弹簧实际情况。     

对装配线线体Pro/E参数化设计及ANSYS有限元分析

论述了应用Pro/E软件进行汽车装配线线体的三维建模及参数化设计方法。实现了机械零件装配图的快速造型和重构。利用Pro/E与ANSYS接口技术和ANSYS软件,对Pro/E中设计的具体装配线线体在一定载荷作用下的应力状态进行了有限元仿真分析。研究结果对装配线线体的开发、改进和优化装配线线体的设计具有一定的参考价值。     

基于磁滞无损技术的起重机钢梁疲劳寿命分析

针对起重机的钢梁结构的疲劳问题,选取起重机所用钢材制得3组试样进行测试,每组试样的中间标距部分标记了3个位置,随后对试样进行拉伸试验,拉伸前后分别进行矫顽力测试,对拉伸试验过程进行仿真工作,将得到的仿真应力云图与矫顽力云图进行了对比。测试及仿真结果表明：随着外加拉应力的增大,材料的矫顽力(Hc)逐渐增大,矫顽力呈现阶段性的变化规律,这可能与残余应力在材料内部产生位错的钉扎效应有关,矫顽力云图表明试样内部的晶体结构受到不同程度的破坏,矫顽力也随之增加。进一步对矫顽力与应变数据进行理论分析,得到矫顽力 应变拟合曲线与拟合方程。     

Pro/E、Patran与ADAMS在虚拟设计中的联合应用

虚拟设计中需要采用Pro/E(三维建模)、Patran(力学分析)与ADAMS(动力学仿真分析)三软件进行联合仿真设计。本文提出构建三者联合仿真分析平台的方法,介绍了不同软件间数据传输的相关技术,并以四连杆机构为例,在对Pro/E、Patran和ADAMS二次开发的基础上,验证了该联合仿真分析平台的可应用性。