一种新型试验装置密封结构仿真研究

为了解决某试验装置内膛的密封问题,设计了一种组合增压式密封结构,利用ABAQUS有限元软件对密封结构的工作变形进行了仿真,找出了该结构的不足,并对其进行了改进。运用ABAQUS软件对改进的结构进行了有限元计算,计算了密封结构的接触应力。结果表明,改进后的结构可以较好地满足试验装置的密封要求,该结构的成功设计对新型火炮密封结构的工程化具有参考价值。     

运用拓扑优化的结构损伤定位

以结构共振频率和结构某点的反共振频率为基础,对拓扑优化中的渐进结构优化法应用于结构损伤定位的可行性进行了研究。基于结构共振频率和反共振频率的灵敏度分析,建立了损伤定位的数学模型,提出了利用渐进结构优化法进行损伤定位的策略。针对单一和多处损伤结构,分别给出了损伤定位的数值算例,对不同的损伤结构予以讨论,并准确识别出了损伤位置。结果表明,在已经测得结构损伤前后共振频率和反共振频率的基础上,渐进结构优化法能够在整个结构区域内寻找损伤点,有较好的搜寻效果。     

链条固定装置的结构设计

链条固定装置是锚杆钻机的重要装置,论文是针对现用结构的缺陷进行的改型设计。文章根据现用装置的破坏形式分析了其结构问题,提出了三种可供选择的结构形式,并分析了这些结构的优缺点,确定了后续设计的关键点。通过对这些备选结构进行结构比较和强度分析。最终选择了一种可以使用的结构形式。     

链条固定装置的结构设计

链条固定装置是锚杆钻机的重要装置,论文是针对现用结构的缺陷进行的改型设计。文章根据现用装置的破坏形式分析了其结构问题,提出了三种可供选择的结构形式,并分析了这些结构的优缺点,确定了后续设计的关键点。通过对这些备选结构进行结构比较和强度分析,最终选择了一种可以使用的结构形式。     

航空发动机管路调频方法研究

基于航空发动机的结构特点,运用有限元方法,通过计算机仿真,分析了复杂管路系统的结构振动,得到了管路的固有频率分布以及直观的振型特征.根据管路的结构特点,对管路进行了结构模式的分类.基于每种结构模式选取了影响管路动态特性的主要结构参数,并分析了其影响的规律.通过实际应用调频方法,验证了该方法的有效性.     

土方机械翻车保护结构计算机仿真及试验

介绍了土方机械翻车保护结构的结构特点和性能要求,翻车保护结构需要有一定的刚度来阻止变形,同时有一定的柔度以吸收一定的能量．以某装载机翻车保护结构为例,建立了翻车保护结构的非线性有限元模型并讨论了加载方法,进行了模拟和仿真．为了验证有限元分析结果,在实验台上对该装载机落物保护结构进行了落物冲击试验,试验结果和仿真结果吻合较好．翻车保护结构的计算机仿真为结构的设计提供了依据．     

机械结构形态知识融合

针对机械结构形态三维模型重建时基本体形态特征孤立的问题,提出机械结构形态的知识融合算法。通过分析基于本体的机械结构形态知识转换关系,提出基本体转换模型知识、机械结构形态元知识、机械结构形态知识的表示方法。根据机械结构基本体形态的特点提出机械结构形态元知识融合的包容规则、叠加规则、关联规则及吸收规则,并根据机械结构基本体的运算关系分析融合规则的运用规律,提出机械结构形态知识融合算法,实现了机械结构基本体形态的有机整合。支架实例验证了机械结构形态知识表示方法及其知识融合算法的有效性。机械结构形态知识融合为机械结构形态建模提供了实践的方法,简化了机械结构三维模型的特征。     

基于拓扑优化的加工中心十字滑台结构设计

基于零件结构静态和动态性能及轻量化的总体设计目标,利用结构拓扑优化方法完成了立式加工中心十字滑台的结构设计,解决了零件结构静、动刚度不足问题及质量过重导致的机床加速性能不良等问题。首先,详细分析了十字滑台的工况。其次,针对同时满足十字滑台具有良好的静动态性能并减轻其质量的设计需求,采用结构的柔度最小和基频最大为目标函数以及体积比为约束的多目标、多工况的结构拓扑优化方法,进行了十字滑台的结构拓扑优化设计,获得了其结构构型。最后,分析并对比了十字滑台新结构和原有结构的刚度、固有频率、质量及机床加速性能,验证了新结构具有良好的性能。     

基于4D打印技术的水陆两栖机器人运动功能转换及控制

传统水陆两栖机器人的推进结构通常是将陆上推进结构与水上推进结构进行叠加,导致了现有水陆两栖机器人的机械结构较为复杂,增大了控制的难度。基于4D打印技术设计并制备了一种由轮毂和具有热变形响应性质桨叶结构单元组成的轮桨复合推进结构。该结构可通过热刺激变形响应实现水陆运动功能转换,有效地降低了水陆两栖机器人推进结构的复杂度。此外,还分析了几何参数和输入功率对桨叶结构变形响应速率的影响,实现了桨叶结构的可控变形,从而降低了水陆两栖机器人运动控制的难度。原型机试验结果表明,利用4D打印技术制备的水陆两栖机器人在降低了结构复杂度与控制难度的同时,可以实现水陆运动功能转换及控制。     

光学精磨抛光机床主轴防水密封结构的优化设计

以光学设备的主轴防水密封结构为例,分析了主轴部件运转过程中,主轴轴承存在严重磨损的问题。通过对现有主轴防水密封结构失效进行分析,并对主轴防水密封结构进行了多方面优化研究,提出了主轴防水密封结构优化设计方案,并设计了新的主轴防水密封结构。验证新结构的使用寿命,证明新的防水密封结构能有效减少轴承的磨损。     

电除尘器本体结构的优化设计

根据电除尘器本体结构的特点 ,采用混合单元的办法对本体结构进行了有限元分析 ,在此基础上 ,采用约束变尺度法对电除尘器本体结构进行了结构优化。用 FORTRAN语言编制了本体结构优化设计程序 ,具有较强的功能和通用性     

基于ANSYS的元结构选型与优化

运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS。针对传统的元结构选型方法中存在的备选元结构尺寸比例由经验确定、质量不统一等不足,提出了新的选型方法。建立备选元结构的参数化模型,并进行尺寸迭代优化。将优化元结构进行扩展,并分析扩展结构的动态特性。依据扩展结构动态性能的优劣来确定元结构的型式。对两种典型元结构的动态特性进行比较,验证了新方法的可行性。该方法使元结构的选型更准确,并完善了基于元结构的机床结构动态优化的过程,     

改进型小通径管路密封结构的系列化研究

针对航空工业系统中常用的小通径管路密封结构:金属球面密封结构、锥面密封结构、胶圈径向及轴向密封结构、密封垫结构,其存在密封结构易损,返修成本高,密封状态无法调整等缺陷。该文综合分析了常用密封结构密封机理,讨论了其密封失效导致介质泄漏的原因。基于常用管路系统结构密封,研制出新的系列化的端面密封结构。通过工程实践成功的将此结构应用于航空工业燃油及气路系统中,解决了泄漏问题,证明了其工程实用价值。     

钹型换能器结构演化

介绍了钹型换能器结构的起源,各种结构钹型换能器的结构特点、性能及2种衍生的钹型换能器结构,最后提出一种新颖结构的可调谐振频率钹型换能器的设计,分析了该新结构的钹型换能器调节谐振频率方法的优点。对钹型换能器结构作了总体回顾,可为新颖结构钹型换能器的设计提供参考。     

液压挖掘机保护结构计算机仿真与实验

液压挖掘机司机保护结构对于保证操作人员的安全是十分重要的,加装司机保护结构是国产挖掘机进入欧美市场的必要条件．为使挖掘机司机保护结构制造企业在设计阶段掌握产品性能,避免设计失误,采用动态模拟方法对挖掘机司机室顶部保护结构受落物冲击过程进行了仿真,对前保护结构进行了静态模拟．建立了保护结构的非线性有限元模型,讨论了接触算法和载荷施加方法,得出了顶保护结构受冲击点的位移时间历程曲线以及前保护结构在载荷下的位移和吸能曲线．在实验台上对该结构进行了试验,试验结果和仿真结果吻合较好．保护结构的仿真为结构设计提供了依据．     

连续梯变拉胀蜂窝面内冲击动力学性能研究

研究了一种连续梯变拉胀蜂窝结构,对该结构的相对密度公式进行了推导,采用Abaqus/Explicit建立了蜂窝结构的数值模型,研究了蜂窝结构在不同冲击速度下的变形模式并获得了变形模式分类图,对不同厚度的蜂窝结构在不同速度下的动力学响应和能量吸收情况进行了研究。研究结果表明,蜂窝结构变形模式主要分为准静态模式、转换模式和动态模式,正梯度变化(Positive gradient vary,PGV)蜂窝结构相比负梯度变化(Negative gradient vary,NGV)蜂窝结构的转换模式区域覆盖范围更大,在冲击的初始阶段,PGV蜂窝结构的初始峰值应力相比NGV蜂窝结构更高,蜂窝结构的比能量吸收则随着壁厚的增加和冲击速度的提高而增加,NGV蜂窝结构相比PGV蜂窝结构具有更好的能量吸收能力,并且随着冲击速度的增加,优势更为明显。     

小型机载云台结构设计和分析

针对小型无人机的拍摄需求问题,设计了能实现两自由度转动的小型机载云台结构。首先,在CATIA中建立了结构的三维实体模型;接着,在ANSYS中建立了其有限元模型,对结构的关键零部件进行了静力学分析,及对整体结构进行了模态分析。研究结果表明,设计的结构满足使用功能性和可靠性要求,并为进一步的结构优化和隔振技术研究提供了基础。     

自动扶梯桁架结构的有限元轻量化分析

针对自动扶梯式电梯在安全性能和轻量化设计上的矛盾,首先,运用有限元方法计算了原设计中自动扶梯的结构强度和刚度性能,分析了原设计中存在的不足;然后,结合结构参数对性能影响的灵敏度分析,提出了结构改进设计的主要对象;最后,在改善结构强度和刚度性能的基础上,应用优化设计技术对电梯桁架结构的板材厚度进行了优化分析.研究结果表明,重新设计后的电梯桁架结构的强度提高了21.1％,刚度提高了24.6％,极大地改善了结构性能;同时,结构质量减轻了7.2％,取得了轻量化的效果.     

考虑连接性的三明治阻尼复合结构拓扑优化设计

三明治阻尼复合结构的力学性能取决于阻尼层材料的性能,综合考虑该结构的阻尼性能和可制造性要求,提出了一种面向结构宏观性能并考虑连接性的三明治阻尼复合结构拓扑优化设计方法。以最大化结构模态阻尼比为目标,考虑微结构刚度相材料的连接性,通过组合强制性连接约束法和非线性扩散法,构建了连接性约束下的阻尼复合材料微结构的优化设计模型,并结合3D打印技术实现了三明治阻尼复合结构的制造。运用所提方法对典型结构进行优化设计,得到了刚度相保持连接的阻尼复合结构,且优化后的结构阻尼变大,结构的频率响应变小,实现了三明治阻尼复合结构材料结构设计制造协同优化设计。仿真和实验结果表明,在微结构上存在最优的阻尼材料体积分数使优化后的三明治结构频率响应最小。     

自相似仿生层次多胞薄壁管的耐撞性研究及优化

仿生结构以其优异的力学性能被广泛的应用于各种机械结构中。为了提高薄壁结构的耐撞性,将结构仿生学概念引入其结构设计中,提出了一种新型的多胞薄壁吸能结构。采用了理论和数值模拟技术对0~2阶次层次截面的薄壁结构进行对比分析,结果表明:随着仿生层次结构的不断增加,仿生薄壁结构的吸能特性与变形模式进一步提升。同时,结合响应面法和遗传算法对2阶层次截面的薄壁结构进行了优化,并得到了相应的Pareto前沿图,为薄壁结构的耐撞性设计提供了新思路。