基于质量限制的全钢活塞三维有限元分析

为满足发动机向高功率密度(HPD)方向发展的需要,设计了一种新型全钢活塞,利用有限元软件MSC.NASTRAN对其进行热负荷、机械负荷以及热负荷和机械负荷共同作用下的分析计算,并与传统铝活塞在重量上进行了对比,为全钢活塞的结构分析和改进提供了参考。     

TY型工程自卸车车架动态特性的设计分析

对轻量化低重心的新型车架结构进行了动态分析。在原车架模态试验的基础上,建立原车架三维模型与有限元模型,得到了有限元模态分析结果,比对了原车架有限元模态计算结果与模态试验结果,验证了有限元建模方式的有效性。用相同的建模方式对新车架进行建模,通过对比原车架与新车架的模态特性并结合发动机和路面激励,对新车架的动态性能进行了评价。分析表明新车架的动态特性要优于原车架结构,验证了新设计方案的可信性,为新车架的试制与设计改进提供了参考和依据。     

轻型扣件的支撑架折弯工艺及模具设计

扣件作为脚手架支撑系统稳定性的重要保证,对施工人员的安全和施工设备的使用寿命起着至关重要的作用。根据轻型扣件的结构特性,确定了扣件支撑架的冲压成形工艺,并设计了相应的弯曲成形模具。与传统铸铁扣件相比较,可显著提高生产效率,并且生产过程绿色无污染,为类似的冲压零件的弯曲模设计提供了一种新思路。     

基于ABAQUS的滚滑轴承模态分析

借助ABAQUS有限元软件对滚滑轴承进行模态分析。验证了轴承内圈固有频率和振型的有限元模型计算结果与理论公式计算结果一致性较高,对比分析了3种类型的滚滑轴承在相同边界条件和载荷作用下的基频、一阶和二阶径向振动弯曲模态,为有限元方法求解轴承以及其他结构模态特性和优化结构动力学性能提供基础。     

水压滑靴副的润滑特性

为了提高水压滑靴副的抗倾覆能力,并且更加准确地认识其流动特性,提出了三腔独立支承的新型水压滑靴副结构,研究了其润滑特性比如抗倾覆能力和泄漏等。该结构采用独立阻尼和支承腔室的思路,通过独立刚度调节来增加滑靴副的抗倾覆能力。通过仿真计算与分析,对比了新型滑靴副和普通滑靴副的抗倾覆能力。同时, 综合考虑了水的流动惯性和表面粗糙度等因素,发现水压滑靴副水膜流场的流态可能为紊流,并不完全是纯层流状态,因此流态模型的差异将直接影响泄漏流量的计算结果,进一步影响到设计计算的准确性。研究结果为水压柱塞泵滑靴副的结构设计提供了一定的参考和更加准确的计算思路。     

抗横移板式橡胶支座抗剪弹性模量的数值试验分析

为了提高板式橡胶支座的抗横移性能,提高列车的行驶安全和桥梁的使用寿命,采用有限元方法,建立了板式橡胶支座的有限元模型,计算板式橡胶支座在荷载作用下的剪应力和剪应变,得到了板式橡胶支座横向和纵向抗剪弹性模量,并与试验结果进行了对比。计算结果表明,数值结果与试验结果吻合良好,为板式橡胶支座的优化设计提供了技术支持。     

车厢影响下TY型自卸车车架有限元分析

应用三维建模和有限元对TY型自卸车车架进行了模态分析,并将有限元计算结果与车架模态试验结果进行对比,验证了有限元建模方式的可信性。在此基础上对车架分别进行了有车厢与无车厢状态下的有限元分析,分析结果表明,在车厢的影响下车架各工况的应力得到明显改善,尤其是静载扭转状态应力降幅达到26.4%,说明在车架设计计算时车厢的影响是不可忽略的,为车架的设计、改进提供了参考和依据。     

单向阀式汽车磁流变减振器磁路设计与试验

针对汽车双筒磁流变减振器工作出现的外特性畸变现象,在传统磁流变减振器活塞结构基础上,设计了一种具有流通孔和单向阀、非旋转体的新型电磁活塞,并分析了活塞磁路的理论计算方法。根据单向阀式活塞的非旋转体特点,应用Ansys有限元分析软件基于单元边法的Solid117单元建立1/4三维有限元磁路仿真模型,进行三维静态磁场分析。设计制造了新型电磁活塞,应用特斯拉计进行活塞阻尼通道的磁路试验,对比磁路的三维仿真,理论计算与试验数据基本吻合,表明新型活塞磁路的三维仿真与理论计算是正确的。按照某款汽车技术要求设计加工了磁流变减振器,进行了阻尼特性试验,结果显示,示功曲线非常饱满,有效地消除了外特性畸变,表明设计的单向阀式电磁活塞是可行有效的。     

重型变速器轻量化壳体有限元分析与试验研究

重型变速器壳体轻量化设计对整车轻量化具有十分重要的意义,利用Hypermesh软件对某双中间轴重型变速器铝壳体建立有限元分析模型,应用有限元分析软件ABAQUS对模型进行计算,得出变速器铝壳体的应力和变形,并分析了壳体结构强度。同时对变速器副箱壳体有限元分析结果进行了台架试验,将有限元计算结果与试验结果进行对比研究,研究结果表明,计算结果与试验结果基本一致,从而验证了变速器壳体分析的正确性,这些研究结果为变速器壳体轻量化设计和制造提供了重要的参考价值。     

某越野车前罩盖扭转刚度有限元分析

为了验证某越野车前罩盖扭转刚度是否满足设计要求,对其进行了有限元方法和试验方法对比研究。首先用Hyper Mesh软件建立了前罩盖有限元模型,用MSC.Nastran对其扭转刚度进行模拟计算,然后进行了试验验证。将有限元计算结果和试验结果进行了对比,结果表明两者相对误差小,吻合度较高;验证了有限元模型建立的准确性,并且计算和试验结果均高于设计目标值,从而说明该越野车前罩盖扭转刚度足够,验证了有限元分析的可靠性,为该车的前罩盖设计提供了理论依据。     

主副梁一体式自卸车车架动态特性分析

对轻量化、低重心的主副梁一体式自卸车车架结构进行了动态分析。利用Hyperworks软件建立了新型车架的有限元模型,提取前4阶固有频率及其对应模态振型,把有限元模态分析结果与试验模态结果进行了对比,误差较小且模态的振型也基本一致,验证了车架有限元建模的有效性。并且结合路面激励对新型车架动态特性的影响,做了实车道路试验,依据试验结果对新型车架的动态性能进行了评价。分析表明该车架的动态特性表现良好,为后续新型车架的试制与量产提供了参考和依据。     

某乘用车后轴的疲劳分析及结构改进

针对某乘用车后轴在进行疲劳台架可靠性试验时扭杆出现早期疲劳断裂的问题,基于Hyper Works,UG与n Soft三种软件构造的仿真平台,对后轴进行有限元分析与疲劳仿真,并将计算结果与电测试验结果进行对比分析,找出扭杆断裂的原因,提出了适当减小扭杆的外径以提高其疲劳性能的解决方案。随后对改进后的后轴进行了静力计算,通过静态电测试验验证了有限元分析结果的精准性,最后在静力分析的基础上对改进前后的后轴进行疲劳分析,并与疲劳台架试验结果对比,对比结果表明:分析结果与疲劳台架试验结果相吻合,改进方案成功地解决了扭杆断裂的问题。     

透镜式压电陶瓷激波发生器压电分析及试验研究

在压电方程基础上,对所设计的透镜式激波发生器建立了进行压电分析的数学模型,利用有限元ANSYS对激波发生器厚度模式的谐振频率进行了计算,并与阻抗分析仪测试的结果进行了对比.实验表明:实验测量模态结果与有限元结果基本吻合,为激波发生器性能的研究提供了有效的分析工具.还进一步分析了透镜厚度对激波发生器谐振频率的影响,这对激波发生器的设计和制作具有指导意义.     

塔式起重机臂架优化设计

臂架是塔式起重机的主要承载受力构件,其承载能力直接影响整机的起重性能与安全;桁架是塔式起重机臂架的典型结构形式,臂架稳定性是限制桁架臂承载能力的主要力学问题之一。文中基于屈曲理论对臂架进行稳定性计算,同时通过有限元法讨论了初始缺陷系数对桁架臂最大承载能力的影响,并结合桁臂架破坏试验对其承载能力进行评估。经与试验对比,验证了有限元方法的正确性,说明设计标准中理论计算的保守性与局限性。另外,还采用有限元方法讨论了臂架主弦及腹杆规格、跨数等对臂架屈曲失稳性能的影响,其分析结果可为设计提供参考依据;采用匹配合理的主弦和腹杆截面尺寸以提高桁架式臂架的抗屈曲能力。经对塔式起重机臂架进行匹配优化设计研究,在保障结构安全的基础上,结构实现轻量化为13.5%。     

单向皮带滑轮组接触强度及承载特性的研究

通过对单向皮带滑轮组接合以及分离过程中的受载特点进行了理论分析,得出该类构件结构性能的相关结论,并对该类构件影响因素进行了分析。在此基础上,基于有限元理论,借助于ANSYS Workbench建立了单向皮带滑轮组的有限元计算模型,研究了不同摩擦系数对单向皮带滑轮组各个部件承载的影响,分析了单向皮带滑轮组的工作过程中的接合、分离特性。并与传统的赫兹理论计算结果及有限元计算结果进行了对比,证明了该有限元模型的正确性。以上研究成果对设计、优化单向皮带滑轮组的工作特性具有指导意义。     

混合磁轴承磁场与磁力解析计算

为克服传统线性近似法的不足,采用积分法计算一种新型混合磁轴承的气隙磁阻,在此基础上得到气隙磁场分布及转子所受磁力的解析解,并将计算结果与线性近似法计算结果进行比较。将上述两种方法对气隙磁场分布的计算结果与有限元计算结果进行对比,结果表明积分法计算结果与有限元计算结果非常吻合,而线性近似法误差较大。线性近似法计算气隙磁阻和磁力的误差大小与转子位移大小和方向有关,尽管磁阻误差较小,但磁力误差在12%以上。积分法可以有效提高气隙磁阻、磁场分布和磁力的计算精度,为磁轴承分析与设计提供有力依据。     

双啮合针齿凸轮分度机构模态分析与试验研究

为探究一种新型间歇机构——双啮合针齿凸轮分度机构的振动特性,考虑各零部件之间的复杂连接关系,建立机构有限元模型进行模态分析。提取有限元模型分别在分度期和间歇期的前六阶模态振型,最后对样机进行试验模态分析。对比发现试验模态分析固有频率与有限元计算结果相近,验证了有限元模态分析方法的可靠性。依间歇期的低阶频率,实际运转情况机构不会发生因输入引起的结构共振。通过模态分析为双啮合针齿凸轮机构振动特性分析,结构优化设计提供了试验支撑与理论依据。     

大型双层异线性振动筛模态计算与试验分析

通过建立有限元计算模型,在设计阶段对一种新型32 m2异线性双层振动筛进行了模态计算.计算结果与样机模态试验结果进行了比较,二者吻合较好,说明有限元模型的建立及参数的选择是合理的.模态计算结果为大型双层异线性振动筛制造前的性能预估提供了可靠依据.将试验测试所得到的数据进行传递函数分析,通过分析传递函数集总显示图,结合模态计算数据,提出了振动筛工作频率的合理选取范围.     

直升机盒段件垂直入水数值仿真与试验

为了对直升机盒段件入水载荷进行分析,开展了模型垂直入水冲击试验,同时采用有限元-光滑粒子流体动力学(finite element method-smooth particle hydrodynamics,简称FEM-SPH)耦合数值方法进行仿真分析,计算了不同材料构型和速度下的过载、压力及应变结果。与试验结果进行对比表明,仿真结果与试验值吻合较好,预测的结构失效破坏模式与试验结果基本一致,可为真实直升机入水冲击的结构设计提供参考。     

道路抗撞结构立柱动态冲击试验用新型台车的私人订制

为设计出一种适用于道路抗撞结构(即护栏)立柱动态冲击试验的新型台车,文中以《National Cooperative Highway Research Program Report 350》和《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)为新型台车设计参考依据,并基于有限元数值分析法将《德国2020高技术战略》中私人订制设计理念融入新型台车设计,即参考汽车理论和汽车设计,在新型台车质心前后对称地设计配重盒并通过添加配重块的方式实现了台车的私人订制,使其质量可在1.1～1.8 t范围内变化。分别建立了新型台车-立柱和传统台车-立柱有限元动态冲击模型进行对比分析及新型台车极限工况分析,得出:传统台车质量固定,不能很好地完成抗撞结构不同立柱的动态冲击试验,试验时加速度较大,且试验局限性较大;新型台车在试验时具有加速度小、使用灵活方便、节约成本等优点。此外,新型台车可实现对法规中所有立柱动态冲击试验的全覆盖,还能用于防撞垫、护栏端头等抗撞结构的100 km/h正面碰撞试验,具有良好的耐撞性和适用性,适合在抗撞结构立柱动态冲击试验中推广使用。