50 t桁架式龙门起重机的有限元结构强度分析

以50 t桁架式龙门起重机为研究对象,采用有限单元法,基于MSC．Patran平台,建立该龙门起重机有限元模型。在综合分析龙门起重机各种工况后,选择3种典型工况,用MSC．NASTRAN软件对其进行静强度和静刚度分析,生成应力、变形云图。通过对云图分析,得到各个工况下该龙门起重机的最大应力值、最大应力位置、应力分布以及各个工况下该龙门起重机的最大变形量、最大变形量位置、变形分布。根据得到的数据,校核各个工况下该龙门起重机的刚度和强度。这对提高该龙门起重机的结构性能、作业能力以及降低设计成本都有十分重要的作用,也对其他龙门起重机的设计具有一定的借鉴价值。     

数控机床滚动导轨结合面接触静刚度分析

以数控机床滚动导轨为研究对象,利用接触力学及弹性力学中的接触理论,分析计算滚动导轨结合面的接触刚度,建立了结合面的接触刚度的求解公式,得到接触刚度的理论模型。基于有限元分析软件,对结合面建立有限元模型,然后,对滚动导轨结合面进行加载求解,得到应力云图,通过excel拟合相应载荷与变形量的关系曲线,把得到处理后的结果与理论计算结果相对比,验证了此有限元分析方法可行。为进一步研究滚动导轨结合面的接触刚度奠定基础。     

超精密气浮定位平台动力学特性分析

设计了一种超精密气浮定位平台,并运用Ansys对导轨和滑台分别作了有限元模态分析,校核了其动态刚度。在此基础上,分析了导轨的厚度对导轨刚度的影响以及滑台顶板厚度对滑台刚度的影响,为结构的优化设计提供了参考依据。分析结果显示,定位平台的刚度满足设计要求。     

四旋翼无人机机身静力学分析

四旋翼无人机优点众多,应用广泛,极具研究价值,为研究四旋翼无人机机身受力情况,采用有限元分析方法进行分析。首先建立四旋翼无人机三维物理模型,然后利用Ansys Workbench研究四旋翼无人机在无风工况、平均风工况、极限工况下悬停时机身结构的强度和刚度响应,得到了相应的变形云图和应力云图,极限工况下机身受到的最大等效应力为16.165 MPa,最大变形为2.209 mm。计算结果表明,机身结构的静强度和刚度满足设计使用要求。     

基于ANSYS Workbench的汽车起重机吊钩总成有限元分析

以某8 t汽车起重机吊钩总成的Creo设计建模为基础,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对吊钩总成组合件模型进行结构线性静力分析。各零部件等效应力云图和总变形云图表明,该汽车起重机吊钩总成各零部件的最大等效应力和总变形量都在材料的允许范围之内,且发生部位都符合设计预期,各零部件的强度和静刚度是满足设计要求的,结构是安全的。     

流固耦合对油静压导轨动静特性的影响

油静压导轨被广泛应用于超精密机床,在设计和计算时往往都是将结构件作为刚体,即在工作过程中结构件不影响静压支承油膜厚度以及油压的分布。针对环形缝隙节流闭式油静压导轨,以封油面上动态雷诺方程和导轨的弹性变形方程为基础,再结合导轨工作台动力平衡方程,建立静压导轨的流固耦合模型。分析流固耦合对静压导轨压板变形量、动静刚度以及阶跃响应的影响。研究表明,导轨压板的变形随油腔压力的增加而线性增加;导轨压板的变形会导致动静刚度减小,也会导致阶跃响应的过渡时间变长;动静刚度的实测值与导轨压板有变形时的理论计算值吻合较好。     

基于ANSYS的制孔末端执行器压脚结构优化与误差控制

将制孔末端执行器压脚作为研究对象,对其结构进行设计建模;从导轨间隙引起的刚性变形与自身弹性变形两方面入手,分析其机械误差产生的原因;提出了一种减小机械误差的方法,并利用ANSYS软件对其弹性变形进行有限元分析,绘出应力云图和变形位移云图,对云图进行分析,确定优化部位,以使垂直于主轴进给方向的变形量能得到有效缩减;对优化后的结构进行了轻量化设计,使结构重量减轻.     

基于ANSYS的制孔末端执行器压脚结构优化与误差控制

将制孔末端执行器压脚作为研究对象,对其结构进行设计建模;从导轨间隙引起的刚性变形与自身弹性变形两方面入手,分析其机械误差产生的原因;提出了一种减小机械误差的方法,并利用ANSYS软件对其弹性变形进行有限元分析,绘出应力云图和变形位移云图,对云图进行分析,确定优化部位,以使垂直于主轴进给方向的变形量能得到有效缩减;对优化后的结构进行了轻量化设计,使结构重量减轻.     

19 in型材机箱结构分析及优化研究

对19 in型材机箱的横梁受力分析及安装导轨变形进行分析及优化研究,优化机箱横梁结构和最合适的导轨安装方式,降低机箱加工工艺精度要求,提高机箱的强度和刚度,保证模块配合尺寸,插拔更加顺畅,降低了成本,提高了市场竞争力,为同类型产品的设计提供了参考依据.     

管道全位置焊接机器人导轨设计优化

管道全位置焊接机器人环形导轨的刚度与质量是一对矛盾,刚度不足会影响焊接小车运行的稳定性,要保证刚度就可能增加导轨质量,从而降低设备的易用性,通过提出一种轨道厚度和支撑个数的选择表法,来解决这一问题。首先运用能量法中的卡氏定理和虚功原理建立了导轨的径向的变形和所受应力与导轨厚度和支撑个数的解析模型。其次通过考量实际制造加工的成本和精度要求,绘制导轨厚度和支撑个数的选择表,为轨道厚度和支撑数的选取提供依据。最后基于ANSYS与ADAMS刚柔耦合仿真平台,对依据此选择表选取相应设计参数的导轨模型进行仿真验证,证明本设计方法对于指导环形导轨的设计有一定参考价值。     

轻载长悬臂桁架结构的优化设计

以轻载长悬臂桁架为研究对象,分析其受力特征,建立以结构总质量为优化目标,以结构强度、刚度、局部稳定性等为约束条件的数学优化模型;通过Design Exploration工具对局部求解区间内的弦杆与腹杆外径寻优求解,得到相同结构、不同载荷条件下的优化解及灵敏度分析图,结果表明:增大弦杆外径可有效提高桁架整体结构强度和刚度,但腹杆对结构刚度和强度的影响效果较复杂,该结论对结构改进与类似结构设计具有一定的指导意义.最后对优化求解后的桁架结构进行有限元分析,由最大组合应力云图和总变形云图可知,优化后的桁架能满足设计要求且结构材料得到了充分利用,该设计方法较传统设计方法效率更高、设计结果更合理.     

闭式静压导轨结构静动态性能分析

闭式液体静压导轨是高精密车床的重要元件,用Solidworks建立精密机床导轨的关键零部件的实体模型,并且利用Workbench对其进行了有限元分析,其中包括静态性能分析和模态分析。静态性能分析得到导轨零件在工作状态下的受力变形云图和应力分布云图,获得零件的最大变形量和最大应力值;模态分析得到了导轨零件各阶的固有频率和振型,分析结果显示各个导轨零件的各阶固有频率均远远大于机床工作的固有频率,能有效避免"共振"现象的发生,能有效满足机床的使用要求。     

双层立体车库结构静力学分析及优化设计

为了确保立体车库结构具有足够的稳定性,同时达到优化立体车库钢结构,进而减轻其质量的目的。以简易双层立体车库为例,利用SolidWorks设计车库结构,建立其三维模型,然后导入Ansys Workbench中完成对立体车库结构在满载条件下的静力学分析,分别得到立体车库整体结构和核心构件的等效应力云图、变形云图。分析结果显示,该车库具有足够的强度和刚度。根据该静力学分析的结果,对车库结构与尺寸进行优化设计,结果表明,在保证车库结构强度和刚度的情况下该设计可节约7.1%的钢材量,达到了降低生产成本的目的。     

龙门五面加工中心横梁有限元分析及优化设计

首先运用有限元法对横梁进行静态分析和动态性能分析,以确定机床设计中横梁结构的合理性;然后运用最优化原理对横梁结构尺寸进行优化分析,得到了在满足横梁动静态刚度条件下的最优设计方案。最后对取得的最优方案进行验证,分析得到了各轨导轨面的变形情况,并绘出导轨面的变形曲线。据此可以得到导轨的变形补偿曲线,为机床在切削加工时对导轨面变形进行补偿提供了可靠的依据。     

JC-40绞车滚筒轴的有限元分析与优化

采用有限元分析软件ANSYSl0．0对JC-40绞车滚筒轴进行建模,并对轴上附件的质量和受力进行简化和静力学分析,得到了滚筒轴的节点变形云图和应力分布云图,找出变形及应力最大位置,提出轴的改进方案。滚筒轴的最大平均等效应力与解析法求解结果数值接近。根据有限元分析结果对滚筒轴的强度、应力和刚度进行校核,结果均能符合美国API的设计要求,表明该分析结果具有实际应用价值,可为大型传动滚筒轴的设计优化提供理论依据。     

龙门导轨磨床横梁的静动态分析及结构改进

为提高龙门导轨磨床中活动横梁的动、静刚度,保证加工精度,利用有限元软件对龙门组件和活动横梁分别进行了静力学分析和模态分析,得到了位移云图及前六阶固有频率和振型。依据王莲叶脉的分布规律及三角稳定原理,对横梁的内部筋板结构进行了改进。有限元分析结果显示:改进后横梁质量减轻了6.83%,关键部位的最大变形量减小了5.85%,固有频率有所提高,横梁基准导轨的位移整体有所下降,验证了改进结构的合理性,为实际工程中横梁结构的设计提供了理论依据。     

基于ANSYS的二级三环减速器内齿环板的强度分析

介绍了二级三环减速器的结构组成。用ANSYS软件对内齿环板进行有限元应力、应变分析,得到应力云图和变形图。结果表明,在危险工况下,厚度为30mm的r8齿环板变形很小,刚度足够,最大应力值符合要求但是强度较富裕。将内齿环板的厚度减小5mm,刚度无变化,最大应力值接近许用值,强度仍满足要求。表明结构优化设计的结果最佳。详细阐述的ANSYS求解步骤可作为类似构件有限元分析的参考。     

压缩机曲轴的有限元分析

曲轴是往复活塞压缩机重要的零件之一。对其进行静力分析和模态分析是十分必要的。利用UG软件建立曲轴的实体模型,然后导入ANSYS进行静力分析,得到其应力分布云图和变形分布云图,满足强度和刚度要求。利用ANSYS对曲轴进行模态分析,利用BLOCK LANCZOS方法进行模态计算,得到曲轴的前6阶固有频率及其对应的振型,对曲轴的设计、制造及维修有理论指导意义。     

自堆式螺旋滚动导轨的结构分析与建模

螺旋滚动导轨是自堆式螺旋速冻机的重要功能部件。根据自堆式螺旋滚动导轨的工作原理对其空间位置和布局进行了分析,提出了螺旋滚动导轨合理布局需要满足的条件;基于Hertz接触理论,对螺旋导轨系统进行了受力分析和变形分析,并建立了导轨系统的接触刚度模型;以国产某自堆式螺旋速冻机螺旋导轨为分析对象,对所建立的模型进行了求解,得出在4种不同预紧力条件下外载荷同导轨系统相对变形、接触刚度间的关系,并分析了预紧力对导轨系统接触刚度的影响;通过建立导轨局部三维模型并对其进行有限元分析,验证了导轨系统接触刚度建模方法的合理性以及模型的正确性。     

运用新思想设计高精度数控导轨磨床

为消除导轨磨床的热变形，采用新思想设计出大型高精度数控导轨磨床——自准直导轨磨床。自准直导轨磨床的基本原理是通过降低床身和基础的纵向弯曲刚度，使床身和基础的重力变形自动补偿由于环境温度变化和磨擦热引起的热变形。有限元分析和10余年的实际应用表明：采用该思想设计的机床精度高、费用低，而且不需要恒温车间；用该思想设计的自准直导轨磨床，被加工件的线性误差小于0．003mm／m，而且加工精度长时间保持稳定。