电动汽车转向节有限元分析及其形状优化

针对某型电动汽车转向节有限元分析及其形状优化问题，利用ANSYS Workbench对转向节进行静力学分析、模态分析、疲劳分析和瞬态动力学分析并优化。优化结果表明，转向节最大应力由749MPa降低至594MPa、安全系数由1.05提高至1.32，最低疲劳寿命系数由774.4提高至1658，转向节最低阶固有频率为3610.4Hz，远高于路面以及车轮不平引起的振动频率，有效避免共振。瞬态动力学分析结果与静力学分析结果经过多次比较发现没有明显差别，表明静力学分析从某种程度上可以有效代替瞬态动力学分析，节约分析时间。     

基于ANSYS的包装物品码垛机器人臂部研究

研究平行四连杆机构的码垛机器人的臂部结构的力学性能，能否满足自动包装生产线对码垛机器人越来越高的载荷及运动速度的要求。主要对平行四连杆式并联码垛机器人的臂部结构做了受力分析，并利用ANSYS有限元分析软件对其强度作了仿真分析。得到了前臂及后大臂的受力云图，前臂的最大应力值为38.4MPa，最大应力位置是与后小臂连接的中间孔上方的加强筋上，最大位移量为0.9mm，最大位移发生在与腕部连接的轴孔附近；后大臂的最大应力值为10.7MPa，最大应力位置是与前臂连接轴孔附近，最大位移量为0.02mm，最大位移发生与前臂连接的轴孔端部。通过云图分析得到前臂及后大臂的最大变形量及最大应力值均满足设计要求，证明了平行四连杆式臂部结构能够满足较大的承载能力，为码垛机器人臂部结构的设计的提供了理论依据。     

海盗船立柱刚柔耦合动力学仿真分析

针对游乐设施结构应力计算,利用最大载荷进行静力学分析时,其结果与实际工况存在较大偏差。基于ANSYS Workbench软件平台,以海盗船立柱部件为研究对象进行刚柔耦合瞬态动力学仿真分析,得到立柱的最大应力-时间历程曲线,提取整个摆动周期内的应力最大值对立柱进行评价分析。相比静力学分析结果,刚柔耦合仿真分析能够捕捉到海盗船摆动周期内的最大应力。其计算方法和结果可为游乐设施结构应力计算提供参考,对于提高设计能力具有现实意义。     

修井机接送管柱系统的设计与分析

根据辽河油田作业特点,为配合不压井修井机机械大臂完成管柱移送,对接送系统进行设计与分析。对接送系统建立数学方程,创建运动理论基础;利用ADAMS建立刚柔耦合模型,对液压杆及液压缸做动力分析,判断是否满足许用应力;阐述瞬态动力学原理并利用Workbench对接送系统进行瞬态动力学分析,得出整个系统在运动过程中所受的最大应力满足材料许用应力;利用瞬态动力学结果进行接送系统的疲劳损伤及寿命分析,得出整个系统的最大损伤与最小寿命;建立夹持机械手模型,利用ANSYS对其进行静力分析。最后由数据得出整个系统的安全性结论。     

基于Workbench的直线振动筛运动学和动力学分析以及结构改进

按照实际要求计算出的激振正弦载荷施加在振动筛上,进行运动学和瞬态动力学分析,得出振动筛的运动学特性和动力学特性。运动学仿真结果验证了理论计算与仿真结果的统一。由动力学特性得出振动筛的应力分布,找出最大应力点的位置,对该位置的结构进行了改进,从而达到降低应力的目的。模拟结果验证:该结构改进实用,有效。     

基于ANSYS的铰链型膨胀节结构强度分析

为提高波纹管膨胀节的使用性能及其可靠性,根据膨胀节的结构特点和使用状况,运用Solidworks建立其实体模型,并对载荷加以简化和等效处理,通过ANSYS软件分析其承力构件的静力学特性。结果表明,膨胀节的最大位移发生在受力侧端管两端,最大位移为3.339 mm;承力构件的最大应力发生在万向环,其应力为99.8 MPa,小于其材料的许用应力。该型铰链膨胀节满足设计载荷下的强度要求,为其强度校核及结构优化设计提供了理论依据。     

自行式高空作业平台臂架的仿真分析

为分析自行式高空作业平台臂架的动态特性和结构性能,使用ADAMS软件建立了曲臂结构的动力学模型,对曲臂中各部件进行了全行程的运动仿真分析,得到了关键铰点及各油缸的承载特性曲线。接下来,以伸缩臂为例,使用ANSYS软件进行了结构性能的计算,臂体套接部位的最大应力为363MPa。最后,对首台样车进行了场地试验测试,包括过载测试、压力测试和应力测试。结果表明:臂架各部件动态运动平稳,实测伸缩臂套接部位的最大应力为317MPa,在过载工况下的安全系数达到了2.16。     

基于ANSYS的小型机器人小臂的有限元静态分析

以自主研发应用于多车型汽车生产流水线的多功能高可靠性国产工业机器人为目标,根据所需小型六关节机器人的性能和结构要求,确定总体设计方案和腕部结构形式,运用三维软件SolidWorks实现腕部关键零件小臂及整个腕部结构的实体建模,并运用有限元分析软件ANSYS完成对小臂的有限元静态分析,分析得出小臂的最大应力为6.11MPa,最大变形量为0.02mm,强度和刚度均在允许范围内,符合设计要求,有效验证了设计的可靠性、科学性和合理性,为机器人小臂的后续实际加工提供了理论依据.     

智能穿梭堆码机器人的有限元分析与结构优化

利用SolidWorks建立智能穿梭堆码机器人的三维实体模型,导入ANSYS软件对堆垛机进行分析,采用有限元法建立结构的静力学模型,进行简化与有限元网格划分.按照堆垛机的满载情况完成载荷的边界条件的加载,并用有限元结构性能分析的方法模拟获取了堆码机器人不同构件的应力分布数据和变形结果,从而计算出壳体满足强度要求的最大应力和变形量,为进一步探讨智能穿梭机器人的结构强度和优化设计提供了支撑.     

铸件切割打磨机器人工作臂关键部件有限元分析

为保证铸件切割打磨机器人工作臂关键部件强度和零件材料选择的合理性,运用ANSYS Workbench软件对铸件切割打磨机器人工作臂关键部件进行静力学分析,有限元分析结果表明:砂轮切削打磨装置进行曲面切削打磨,承受左三向力极限载荷时,最大位移变形量为0.29332mm,发生在打磨头;最大等效应力为85.45MPa,发生在打磨头与打磨头固定位置左上侧,即结构强度和刚度满足砂轮切削打磨装置工作要求,为铸件切割打磨机器人结构设计和强度校核提供了参考。     

智能燃气表电机阀用超越离合器结构应力分析及改进

基于赫兹理论以及有限元分析软件ANSYS Workbench对新型智能燃气表电机阀中使用的超越离合器进行静力学分析,并根据分析结果对滚柱母线进行鼓形修整。改进结果表明,鼓形量在0.010 mm时,滚柱表面所受到的最大应力从10.3 MPa降低至7.8 MPa,应力减少了24%,提高了超越离合器的使用寿命。此外,改进设计对改善超越离合器和智能燃气表的可靠性及稳定性具有一定的指导意义。     

基于ANSYS WORKBENCH的六自由度工业机器人摆动臂静力学分析与模态分析

工业机器人的刚度和强度直接影响到机器人的精度和寿命,针对六自由度工业机器人摆动臂的静力学特性和结构动力学特性,提出使用Pro/E简化模型,利用ANSYS WORKBENCH有限元分析方法,得到静力学仿真结果和模态分析结果,分析结果对避免应力集中和共振具有一定的指导意义。     

基于ANSYS的液面加压废液排出系统连接架结构强度分析

液面加压废液排出系统是地浸铀生产井清洗废液排出的一种节能且高效的系统,连接架是液面加压废液排出系统的关键部位,其结构的可靠性直接影响整个系统运行的安全性和稳定性.应用ANSYS Workbench对连接架的受力及变形情况进行了仿真分析.根据设计要求,首先对连接架的整体结构在SolidWoks上进行三维建模,然后在ANSYS Workbench中进行静力学分析,连接架的最大变形量为0.29 mm,最大应力值为127.2 MPa,小于Q235材料的屈服强度235 MPa.连接架结构的强度和刚度均满足设计指标要求,为后续此类装置的设计提供了参考,具有良好的实际工程意义.     

油菜条播机对行旋耕部件结构设计与仿真分析

介绍了油菜少耕施肥条播机旋耕装置的结构和工作原理,在使用Pro/E软件设计该条播机的对行旋耕装置结构的基础上,选择一副旋耕圆盘为研究对象,分析了旋耕圆盘装置的运动学规律,并利用ANSYS Workbench软件对单幅旋耕圆盘的1/4结构进行了瞬态动力学分析,得出旋耕刀片在入土过程中,其变形和所受应力要经过3个周期性阶段变化,其中最大变形为1.297 mm,分布于旋耕刀片刃口,最大应力为272.5 MPa,集中在刀片与圆盘连接处。仿真与分析结果为油菜条播机的局部结构进一步优化和改进提供了必要的理论依据。     

基于有限元的大流量换向阀仿真分析及结构优化

为了提高大流量换向阀的设计能力,该文采用ANSYS仿真平台对大流量换向阀仿真分析及结构优化。研究结果表明:撞击阶段应力集中区域基本出现在二级阀芯径向进油口部位,此时形成的最大应力等于24.26 MPa,明显比682 MPa的材料屈服极限更低。进液阀套达到了271.83 MPa的最大压应力,但明显低于682 MPa的屈服极限,表明壁厚满足设计标准。进液阀套形最大应力出现在阀套内部,跟瞬态冲击条件下最大应力出现区域存在明显差异。二级阀芯最大应力都出现于阀芯部位,完成结构优化之后,二级阀芯的最大应力发生了显著降低,其余各部位的应力也显著减小,可以满足设计标准。     

MEMS硅基环形波动陀螺抗高过载能力测试

针对MEMS硅基陀螺在制导炮弹等高过载环境中的应用,以一种S形弹性梁支撑形式的陀螺结构为研究对象,建立了陀螺结构的冲击动力学方程。利用ANSYS对陀螺结构进行瞬态仿真,仿真结果显示该结构在X、Z方向承受的最大应力分别为232.10 MPa、219.04 MPa,远小于硅材料的极限许用应力(790 MPa)。实验室环境下利用马歇特锤对陀螺结构样品进行高过载试验,冲击幅值为13600 g。试验前后通过共聚焦显微镜观察陀螺结构表面形貌,结构完好无损;使用拉曼散射光谱系统对非真空封装的陀螺结构进行应力分析,测试点最大应力为276.65 MPa;对真空封装的陀螺结构驱动模态固有频率进行扫频测试,过载前后频率变化量小于0.05%。仿真和试验结果表明该陀螺结构设计合理且抗过载幅值大于10000 g。     

20m大跨度升降工作平台作业平台振动力学性能分析

以超高层导架爬升式升降工作平台为研究对象,运用集中质量法建立五自由度系统动力学模型并获得其固有频率。对比ANSYS有限元仿真所得到的结果,证明建立的五自由度系统动力学模型能够快速地计算系统的低阶频率,可以满足工程的需要。综合ANSYS有限元软件对作业平台进行的静力学分析、模态分析和随机振动分析,得到最大变形值和最大应力值及发生的位置。作业平台在实际运行过程中,应尽量避开低阶频率,防止发生共振造成破坏。采取必要的措施,可以减小护栏的变形量和护栏连接处的应力。     

基于ANSYS的滚针轴承的有限元分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了滚针轴承的三维有限元模型,以典型的径向载荷和边界条件为例,对其进行静力学接触分析,得出了轴承承载过程中的应力和变形趋势及接触应力的变化规律,空心轴和轴承外圈在径向方向上的最大等效应力并非出现在接触表面,而是分别出现在距接触表面0．256mm和0．268mm处．     

负重爬树机器人设计及有限元分析

针对农林业领域复杂的树木检测环境,设计一种仿蠕虫爬行负重爬树机器人。通过提升机构的伸缩运动改变自身形态,以实现对树干的竖直攀爬运动;通过夹紧机构中推杆的伸缩,控制各夹紧机构对树干的夹持力;同时,对机器人在不同直径或倾斜度的树木攀爬时进行静力学分析,使机器人可根据得到的夹紧力范围自适应调节,提高机器人攀爬的稳定性和运动的灵活性。最后,通过ANSYS软件对机器人的机械结构进行有限元分析验证。结果表明,所设计的负重机器人携带检测设备爬树时,机器人总变形量最大值为5.24mm,符合结构安全性要求,且承载最大应力为100Mpa,符合机器人所选材料安全性要求,进而验证了机构设计的合理性。     

煤矿检测机器人机械手动力学及静力学分析

针对煤矿无人区域的实际情况,设计并研制了一种四轮驱动式小空间检测机器人系统,用以井下环境信息和样品的采集。机器人结构主要由机器人本体、移动机构、控制器和机械臂机构等组成。主要介绍机器人的系统组成,并对5自由度机械手进行动力学和静力学分析,验证其结构设计的合理性和实际工作中的承载性能。分析结果表明,机械手各关节力矩的变化稳定且均未超过电机所能提供的极限值;小臂最大变形0.012 397 mm,最大应力15.802 9 MPa均对系统结构影响很小,从而说明5自由度机械手选型准确,结构设计合理,能够满足煤矿实际工作需求。