基于ANSYS的风电机组主机吊具强度分析及优化设计

风电机组主机吊具的结构强度关系着吊装作业的安全,需要进行严格校核.以某MW级风电机组的主机吊装为例设计了吊具,采用ANSYS软件,结合实际的吊装过程进行有限元建模,并计算吊具的强度;根据有限元计算结果、应力分布以及变形情况,对风电机组主机吊装过程中吊具的受力情况进行了分析,优化了主机吊具的结构.优化后的风电机组主机吊具最大von Mises应力由733.71 MPa减小到224.86 MPa,应力降低了69.4％,满足强度要求;同时,主机吊具的重量由10685.07 kg减小到9587.46 kg,重量减少了约10.3％,降低了吊具的材料成本.     

基于有限单元法铰接式车身结构轻量化分析

针对某50t铰接式洒水车为研究对象,根据整车受力情况和铰接点受力特征,基于有限单元法建立罐体的动力学模型;以罐体轻量化设计为目标,各零件材料厚度作为设计变量,最大应力和变形量最为限定条件,开展优化设计,获取轻量化罐体结构;基于LS-DYNA对罐体进行瞬态动力学分析,分析制动行驶、水平转弯、右后轮过坑等三种典型工况下的运动状态,获取最大应力分布;基于优化后的实际车辆,采用应变片式应力测试系统,对有限元分析获取的应力较大部位进行实车测试,获取应力分布情况,并与仿真结果进行对比分析.结果 可知:满足应力和变形要求的前提下,罐体的重量减轻了17.61％;三种工况下,仿真分析获取的应力最大部位为隔板和底板相连接处,应力最大值为235.7MPa;实车测试的应力最大值发生部位与仿真分析结果一致,之间的误差在6％以内;实测值均小于优化前数值,表明优化方案是可行的,降低了极值点的应力值,表明仿真分析是可靠的.     

公路绿篱修剪机结构有限元分析与优化设计

利用ANSYS软件对公路绿篱修剪机进行结构有限元分析,得到了典型工况的应力分布。然后利用结构优化导重法进行以提高结构强度和减轻自重为目标的优化设计。优化后使修剪机结构重量由原来的520.55 kg下降到392.36 kg,降重24.63%;结构最大应力由原来的221.07 MPa下降到142.443 MPa,最大应力下降77.627 MPa,收到了明显优化效果。     

ebz220型掘进机回转平台受力分析及结构优化设计研究

回转平台机构作为掘进机中的重要结构件,需要承受较大的载荷,因此基于UG软件和ANSYS软件对ebz220型掘进机的回转平台进行建模分析,表明回转平台耳座部位存在应力集中现象,最大应力值达到了264.45 MPa.对耳座结构进行优化改进,将其厚度增加5 mm,优化后的回转平台再次建模分析,发现最大应力值降低到了183.99 MPa.实践统计数据表明,优化后的回转平台机构其使用寿命至少提升了3()％以上,有效保障了掘进机的可靠稳定运行.     

某车型纯电汽车动力大支架强度优化分析

基于有限元仿真平台,对某新开发纯电动汽车的动力大支架进行结构强度分析.根据分析流程搭建有限元模型,运用Nastran求解器进行求解,初步分析结果得出,动力大支架的结构强度安全裕度较低;针对出现的问题对动力大支架的结构进行优化,优化后新支架的最大应力从330.2 MPa下降到191.6 MPa,远低于材料许用应力340 MPa.结构强度得到了较好的改善,可用于指导生产.     

关于矿用无轨胶轮车车架受力分析及优化的研究

利用Solidworks软件绘制车架模型,分析了无轨胶轮车在拐弯和路面不平整工况下车架的受力状态。结果发现:当由于里面不平导致左后车轮不受力时,车架位移变形和受力情况最为严重,最大位移值和应力值分别达到了9.762 mm和219.5 MPa。提出将后车架纵梁厚度增加8mm的优化方案,在相同工况条件下对应的最大位移值和应力值分别降低到了4.326 mm和168.3 MPa,优化效果显著。     

ZF8000/20/38型矿用液压支架受力分析及结构优化

以ZF8000/20/38型矿用液压支架为例,在对整体结构进行简要概述的基础上,利用PEO/E和ANSYS软件建立了该型号液压支架的有限元模型,对ZF8000/20/38型矿用液压支架工作时的受力情况进行了详细分析.应用结果表明,顶梁侧边部位出现了明显的应力集中现象,甚至超过了材料的许用应力值,同时顶梁部位的位移变形也很大.结合实际情况对顶梁不同区域的钢板厚度进行优化,再次建模分析后发现顶梁的最大应力值和最大位移变形量分别由优化前的853.89 MPa降低到了 352.67 MPa,18.812 mm降低了到了 10.676 mm.     

刮板输送机链传动系统优化研究

为了解决刮板输送机驱动链轮磨损严重的问题,以SGB420/17为研究对象,通过理论分析结合数值模拟的研究方案对链传动系统进行研究,通过模拟确定了优化主要部位,通过正交实验选定最佳结构优化方案齿根圆弧半径为7mm、短齿厚度为46 mm、链窝弧半径为24 mm、齿形圆弧半径为28 mm.对优化结果进行模拟分析发现,优化后应力最大值为192 MPa,较优化前的270MPa,降低了78MPa,降低幅度为28.9％,为刮板输送机链传动的可靠运行提供一定的参考.     

矿用液压支架掩护梁的受力分析及结构优化

掩护梁是液压支架重要的承力结构件,工作中容易因为受力过大而引发故障问题.以ZY4000型液压支架为例,开展了液压支架掩护梁结构的受力有限元分析研究,结果发现,掩护梁工作时存在显著的应力和位移变形集中现象,应力和位移变形最大值分别为858.89 MPa和18.812 mm.通过对应力和位移变形较大的部位增加厚度及较小部位减小厚度的方式,对掩护梁进行结构优化改进,优化后掩护梁的最大应力值降低到338.64 MPa,使其结构使用寿命提升了20％以上,对提高液压支架的作业安全性具有重要作用.     

矿用液压支架掩护梁的受力分析及结构优化

掩护梁是液压支架重要的承力结构件,工作中容易因为受力过大而引发故障问题.以ZY4000型液压支架为例,开展了液压支架掩护梁结构的受力有限元分析研究,结果发现,掩护梁工作时存在显著的应力和位移变形集中现象,应力和位移变形最大值分别为858.89 MPa和18.812 mm.通过对应力和位移变形较大的部位增加厚度及较小部位减小厚度的方式,对掩护梁进行结构优化改进,优化后掩护梁的最大应力值降低到338.64 MPa,使其结构使用寿命提升了20％以上,对提高液压支架的作业安全性具有重要作用.     

采用电测法重型铰接式车架结构优化设计分析

铰接式车辆具有良好的通过性,适合大载重下载通道运输使用,但车架的受力情况复杂,影响整车的使用寿命.根据此类车辆的运输工况特点,对不同工况下,车架铰接点处主要部件的承载情况进行分析.根据受力分析结果,采用有限单元法进行建模分析,获取不同工况下的应力分布云图,并获取应力集中极值点.采用材料升级和结构优化对车架应力集中点进行优化设计,并对比分析优化前后的应力分布情况.在应力分布的集中点,布置应变片,采用电测法对车架的应力分布进行测试.结果可知:不同工况下,整机各部分强度满足使用要求,但是存在局部应力集中,强度较大的部位为鹅颈处、摆动架前侧轴承处,设计时需要重点关注;采取材料厚度提升的方案,可以保证安全系数达到使用要求;测点的最大值分别为131.201MPa、105.45MPa,与仿真值之间的误差小于6％,同时均小于优化前的数值,表明优化方案是可行的,优化设计结果是可靠的.     

基于NiTi合金丝的反射镜柔性支撑结构的应力补偿

针对大口径反射镜柔性支撑结构中柔性槽根部的应力集中问题,提出将NiTi记忆合金丝复合于柔性槽周边的结构方案,借助其预应变产生的拉应力来降低柔性槽根部的应力并保证支撑结构柔性。首先,建立了柔性槽根部的应力分布方程,得出了柔性槽危险截面位置。然后,建立了NiTi合金丝的一维本构方程,设计了桥型和U型两种复合方案,并对其进行了有限元分析。结果表明,采用U型复合的柔性支撑结构的应力改善明显优于桥型复合结构,且对结构柔性影响较小。以NiTi合金丝的拉力F为设计变量,以支撑结构的最大应力p及变形量δ为优化目标,对U型复合结构进行了参数优化设计。优化结果表明,在F为200N时有最优解,p由76 MPa降到37.9 MPa,δ由0.031mm微降到0.028mm,并且最大应力位置偏离柔性槽根部危险区域。对所提出的U型复合方案进行了随机振动试验,试验结果表明,该应力补偿设计有效降低了柔性支撑结构的最大应力。     

高速列车设备舱底板的振动特性研究

为了优化设备舱底板的振动疲劳特性,建立了刚柔耦合多体动力学模型,分析了在武广谱载荷谱的线路条件激励下,底板关键位置的振动和车速的关系。研究发现,车辆设备舱底板的振动总体趋势是随着速度的增加而增加,但是在250km/h的时候,纵向振动幅值会比300km/h的要大。根据动力学仿真结果提取出载荷的大小,进行了有限元强度分析,得到了底板的最大应力和开孔位置的最大应力。滚动台试验数据和仿真结果一致,验证了模型的正确性。最后对底板进行了优化,加厚设备舱底板的厚度。对比发现,优化后的整体最大应力由8.78 MPa减小到4.79MPa,开孔处的最大应力由1.65MPa减小到0.95MPa,底板的强度性能得到了大幅度提高。     

EBZ220型掘进机截割臂伸缩外筒结构分析与改进

伸缩外筒作为掘进机截割臂的关键组成部件,其工作的可靠性要求较高.以EBZ220型掘进机截割臂伸缩外筒为研究对象,运用ANSYS有限元分析软件对其应力应变状态进行了分析,结果表明,升降油缸耳环附近的圆环与矩形的过渡位置存在最大应力,应力值为457 MPa.对其结构进行改进优化,使其最大应力降低约47％,提高了伸缩外筒的工作可靠性.     

磨粒有序排布电镀砂轮缓进给磨削力的仿真研究

利用有限元分析技术对磨粒叶序排布砂轮、错位排布砂轮、矩阵排布砂轮进行了磨削力对比仿真研究,获得了不同磨削用量对磨削力的影响规律。仿真结果表明:叶序排布砂轮磨削区域的磨削力最小,错位排布砂轮居中,矩阵排布砂轮磨削区域的磨削力最大。     

基于分级优化方法的碳纤维复合材料笔记本电脑后盖轻量化设计

为解决压力作用下笔记本电脑后盖变形后对LCD屏产生破坏和后盖结构过重的问题,基于分级优化方法,建立了静压工况下笔记本电脑后盖数值计算模型.通过使用碳纤维复合材料,并联合运用铺层角度优化、自由尺寸优化、尺寸优化和铺层次序优化的分级优化方法,使笔记本电脑后盖质量由157g降至90g,笔记本后盖最大变形量由18.2mm降至6.5mm,LCD屏最大压应力由12.1MPa降至8.4MPa.     

半挂式散装水泥车结构分析与优化设计

利用ANSYS软件，采用板梁单元对半挂式双轴、三轴散装水泥车结构进行多工况分析，分析结果与测试结果比较，证明建模正确合理。采用ANSYS与导重法相结合的优化方法，对其结构进行优化设计，只需很少几次迭代计算就可得显著的优化效果。双轴车不但容积从34m^3上升到36．56m^3，总质量下降34．4％，而且主要工况的最大复合应力从383．852MPa下降到184．805MPa；三轴车不但容积从49m^3上升到49．56m^3，总质量下降25％，而且主要工况的最大复合应力从489．143MPa下降到173MPa；显著提高了设计质量，并得到结构形状对各类应力的影响规律，为同类产品的设计提供了有益的参考。     

掘进机截割部行星减速器结构的优化改进研究

为了在保障掘进机截割部行星减速器结构在满足使用要求的前提下,降低其重量,在分析传统行星减速器结构缺陷的基础上,对其进行优化改进.在保证总体传动比不变的情况下,使行星减速器整体结构尺寸缩小了7.59％.对新型结构进行受力分析,发现各齿轮的最大应力值均在材料的许用应力值范围内,有效保障了减速器运行的安全性和可靠性.将优化改进后的方案应用到掘进机中,不仅降低了减速器的生产成本,还降低了运行时的能耗.     

自重式划船器的结构设计与仿真分析

为了提高自重式划船器的运动特性与力学性能，采用解析法建立了划船器的运动方程，获得了扶手、脚蹬、尾座的轨迹、速度和加速度等运动特性，并优化了划船器各杆件的长度尺寸，通过SolidWorks Motion软件对划船器进行运动学仿真。结果表明：仿真值与解析值高度吻合，验证了运动方程的准确性。经过对长度尺寸进行优化后，得到了划船器各杆件的最优长度L₁=225 mm,L₂=1 012 mm,L₃=820 mm,L₄=400 mm和L₅=1 010 mm。通过SolidWorks Simulation软件对划船器进行静力学仿真，获得往复周期内划船器最大应力存在的部位与出现的时刻，并优化了各杆件的截面尺寸。结果表明：整个往复周期内，最大应力的部位始终出现在扶手连架杆上；无论是后拉还是前推，扶手连架杆最大应力始终在距胸部最远位置时达到最大。经过对截面尺寸优化后，划船器整体自身质量减小到149.9 kg,最大应力为139.5 MPa,仍低于材料的屈服强度。     

基于ABAQUS的五缸泵头体有限元分析

对某五缸柱塞泵泵头体应用ABAQUS软件进行了三维有限元分析,获得了泵头体的应力分布规律,找到泵头体容易出现危险的位置,并对泵头体的危险截面进行结构优化,由最初的最大应力336.1MPa优化到242.5MPa,优化后的最大应力分布主要集中在缸腔和出口腔相贯的位置。同时针对优化后泵头体的模型尺寸,得到泵头体在不同工况下应力的变化趋势,为五缸泵头体的使用提供一定的参考依据。