基于有限元的轻量化焊接桁架结构优化设计

采用经验公式进行强度验算的传统方式已经不适应当前复杂化的桁架结构设计,通过ANSYS软件进行有限元模拟优化分析进行结构设计是新的技术手段。利用ANSYS Workbench软件,进行静态分析、屈曲分析和响应面分析,通过协同设计、逐步优化的方式,最终得到斜四棱柱式焊接桁架结构。通过瞬态分析对其最大承载力进行预测,结合实验验证了预测承载力的准确性。结果表明:基于ANSYS有限元优化的结构与试验焊接桁架的承载能力接近,对桁架结构失效变形预测准确;通过逐步优化的方式有效提高桁架结构单位质量的承载力,实现结构轻量化。     

C型环环向应力与加载载荷的公式推导与验证

基于任意C型环试样结构尺寸及其力学关系,建立了C型环内任意截面的力学模型,根据材料力学基本理论,推导出了其外壁和内壁任意一点环向应力与C型环试样加载位移、加载载荷之间的理论计算公式。为了验证本文推导的理论公式的正确性,建立了C型环试样的有限元计算的力学模型,当某试验要求C型环试样最大环向拉应力为650 MPa,对油管外径88.9 mm的C型环试样,通过有限元法和本文推导的理论公式对该结构工况进行计算和对比分析,得出有限元法和理论公式计算出需要施加的载荷和位移的误差分别为-1.82%和1.25%,证明推导文中推导的理论公式的正确性,为C型环硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和应力腐蚀开裂(SCC)实验加载参数的确定提供了简便的计算方法。     

轮胎模具底座有限元模拟及疲劳分析

应用Abaqus有限元模拟软件对硫化工况下的轮胎模具底座进行热力耦合和力学性能分析,应用Fe-Safe软件对不同厚度和滑板结构的底座进行疲劳损伤和使用寿命计算。结果表明:轮胎模具底座的最大应力出现在U形螺栓槽处,最大位移出现在与U形螺栓槽成45°的圆周边缘;底座应力与底座厚度和滑板面积成反比;下侧板连接形式对底座应力和位移影响不大;底座最先破坏的部位为U形螺栓槽附近,增大底座和U形槽厚度可以延长其使用寿命。     

汽车车门密封条动态异响分析及结构优化

分析汽车车门密封条与钣金密封面之间的相对滑动、硬接触等造成的动态异响,结合非线性有限元分析软件Msc.Marc对密封条断面进行分析及实车异响排查验证,确定异响源于门洞密封条与车门摩擦或密封条本体撞击粘连,对密封条结构进行优化,彻底解决此类异响问题,并提高密封条的密封性。密封条结构优化后压缩载荷衰减率从7. 64%降到5. 82%,可为后续车型设计提供参考。     

压缩机环状阀工作过程冲击应力的有限元分析研究

针对压缩机环状阀结构和运动特点,利用ANSYS分析软件对其冲击应力进行有限元分析,得出阀片质量和阀片倾侧运动对环状阀工作过程冲击应力的影响。为压缩机环状阀的结构修改和优化设计提供了必要的基础。     

水力射孔对套管强度的影响研究

水力射孔技术是一种新型的完井方式，深穿透水力射孔技术辅助定向水力压裂可以实现油气层改造和油气井增产。但是，水力射孔套管会在孔眼处造成应力集中，使得局部应力过大而削弱了套管和水泥环的强度，可能会影响套管的使用寿命。因此，文章利用有限元软件建立了射孔套管的三维有限元模型，分析了水力射孔后套管管体的应力分布，重点研究了水力射孔参数-孔密、孔径、孔深、射孔方位角等对套管强度的影响规律。分析结果表明，沿着最大水平地应力方向深穿透水力射孔，选择合适的孔密、孔径可将射孔对套管的损害降至最小。研究结果为提高水力射孔完井设计水平提供了一定的参数依据。     

大型弧形闸门静力特性有限元分析

以某水电站溢洪道弧形闸门为例,建立了大型弧形闸门的有限元分析模型,应用ANSYS软件对其在各种工况下的支铰反力、闸门应力、位移挠度以及屈曲失稳等静力特性进行了计算分析,为完善闸门结构的设计提供了依据,对同类闸门结构的设计计算有参考意义。     

面积坐标法构造含转角自由度的四结点膜元

以四边形面积坐标作为工具,构造了两个含转角自由度的广义协调四边形单元AQ4和lAQ4。它们通过强式分片检验,与同类单元相比,具有很高的计算精度,能消除梯形闭锁现象,有很强的抗网格畸变的能力。