基于UG与Ansys的CAD/CAE集成方法与应用

为实现Ansys与其他CAD软件的无缝结合以及利用导入文件的尺寸进行智能化自动分析,采用VB语言编写程序来实现Ansys直接调用UG文件并修改模型的材料、载荷等参数实现全自动分析,借此程序可在各种开发情况下提供一个统一有效的接口。     

口孜东煤矿主井临时改绞推车机设计

分析了目前国内矿用罐笼推车机的现状,根据推车机实际工作情况确定了推车机设计的边界条件,并提出新型销齿式推车机方案,运用材料力学的知识对推车机进行了结构设计,利用有限元软件Ansys对关键部件进行分析。     

基于ADAMS和Ansys Workbench的机器人固定支架优化设计

目的通过有限元分析和优化设计2种现代机械零部件设计的主要途径,来改善已研究的工业机械零件的强度、质量等。方法通过在三维软件中建立机器人转动关节固定支架的三维模型,应用ADAMS仿真软件进行动态仿真,得出支架在关节转动状态下的受力分析,然后根据分析的数据结果在Ansys Workbench下进行受力分析和优化设计。结果固定支架的自身质量减少了21.7%,但整体强度加强了。结论此方法优化效果良好,可以明显改善机械零部件结构的质量和强度等。     

基于VC++和Ansys的液压缸参数化设计系统

目的针对打包机等包装机械液压缸设计标准多、系列化产品重复性设计的问题,提出液压缸参数化设计系统。方法以Ansys为平台,利用C++和APDL,通过混合编程技术和软件通信技术实现Ansys软件的二次开发。结果开发出了基于工况条件自动匹配缸体型号的参数化设计系统,建立了VC++与Ansys软件间的数据传输与通信,在Ansys环境中能自动完成缸体的建模与应力分析。结论经验证,该系统的设计结果满足强度要求,对设计者与安装人员背景知识要求低,可满足绝大多数人员使用,对提高设计分析效率有较大帮助。     

关于橡胶O形密封圈的Ansys分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了橡胶O形圈及其边界的有限元模型,分析了不同油压和初始压缩率下形状的变化和应力的分布,以及最大接触压力和油压、初始压缩率的关系,描述了O形圈可能出现裂纹的位置,为合理地安装和使用提供了理论依据。     

基于LS-DYNA的修枝机跌落仿真分析

目的寻找修枝机整机跌落时的易破损部件,以便针对易损部件设计更合理的结构和缓冲防护包装。方法基于Hypermesh和LS-DYNA软件对修枝机水平跌落、竖直侧向跌落这2种极限工况进行仿真分析。结果在2种工况下,旋转管均会发生应力集中,出现破损,影响修枝机使用寿命。结论在今后的产品设计中,要重点对旋转管的结构进行优化设计;在运输过程中,要着重针对旋转管部件设计合理的运输包装防护结构。     

缓冲气囊着陆过程仿真研究

以冲压式快速空投气囊为研究对象,对冲压式快速空投气囊的垂直着陆缓冲过程进行了仿真。首先使用Solidworks 软件建立了气囊的仿真模型,然后使用Ansys/ LS-Dyna 有限元分析软件,仿真研究了冲压式快速空投气囊着陆过程中气囊的应力应变的动态参数。研究得出了气囊在着陆缓冲过程中受到的最大应力值,以及出现最大应变的区域,从而更好地确定空投物体的质量,并且可以针对性地加强对气囊应力应变较大区域的防护,防止气囊在冲击过程中被破坏。     

海洋工程平台齿轮箱齿轮本体温度场仿真

为齿轮强度提高、轮齿修形及优化设计提供理论支持，研究不同转速和扭矩工况下齿轮本体温度场的变化。以海洋工程升降平台齿轮箱单元高速传动轴齿轮副为研究对象，基于热学理论计算齿轮啮合面的热流密度和不同表面的对流换热系数，利用大型有限元软件Ansys将计算出来的热流密度和对流换热系数作为边界条件加载到Ansys中，对齿轮进行稳态热分析，并分析不同转速和不同扭矩齿轮在正常工况下的稳态温度场。仿真结果表明：在正常稳态工况下，主动轮与从动轮的稳态温度场分布情况相似，最高温度分布在齿轮啮合面中间区域，往周围温度逐渐降低，但主动轮的最高温度高于从动轮；主动轮和从动轮的最高温度随着转速或扭矩的逐渐增大而升高，且对应的最低温度也升高；但主动轮和从动轮单齿本体温度场分布趋势不会随着齿轮转速或扭矩的改变而改变；从温度变化来看，在不同的扭矩和转速下，齿面温度变化的斜率均较为平稳，没有出现突变情况，温度集中于齿面，并且向齿轮轴心扩散，但在距离齿根圆2.5倍模数的区域，齿轮温度梯度变化的影响较小。     

Temperature effect on elastic and fracture behaviour of lead-free piezoceramic BaTiO3

Ferroelectric ceramics, especially piezoceramics, are widely used in the field of sensors, micromanipulators, and capacitors. Barium titanate and its derivates are the first choices between lead-free materials. The main aim of the paper is to clarify fundamental processes taking place in the vicinity of Curie temperature with a focus on the fracture behaviour of pure polycrystalline barium titanate. The explanation of observed changes in the mechanical behaviour of this material is based on the experimental approach supported by numerical simulations utilising features of the real microstructure on the grain level. Several model materials with various grain microstructures were manufactured from the submicron barium titanate powder sintered at various temperatures. Two resulting materials with a suitable distribution of grains were selected for further investigation. The grain size influenced not only the exact position of the temperature of the Curie point but also the kinetics of the lattice transformation, elastic, and fracture properties. The significant drop observed in the fracture resistance was attributed to the development of localised internal thermal stresses, which was supported by the results of the performed numerical simulations. The coincidence of the volume change of neighbouring grains due to lattice transformation together with a significant variation in elastic properties can lead up to a 20% decrease in the measured fracture toughness. Understanding this behaviour is essential for the processing and correct application of lead-free barium titanate materials.     

基于Ansys的锂电池极片辊压质量改善研究

目的 优化辊压机结构，减小辊压后极片的不均匀性，进一步提升锂电池性能。方法 首先，将辊压机工程模型简化为仿真模型，运用Hypermesh对仿真模型进行网格划分，重点加密极片和轧辊接触区域的网格，将划分好的网格以Inp格式导入Ansys中，设置边界条件并求解计算，模拟轧辊辊压极片的过程。其次，提取极片监测点的仿真数据，换算得到极片辊压后的厚度，将仿真结果与实验数据对比，验证极片辊压仿真方法的准确性。最后，运用该仿真方法分析液压弯缸力、弧形辊弓高和轧辊辊面长度等对极片辊压质量的影响。结果 分析仿真和实验结果可知，辊压后极片的厚度平均值和极差值对标率均在90%以上，证明了仿真方法准确可靠。随着弯缸力(0~784 000 N)逐渐增大，极片厚度极差值先减小后增大;随着弧形辊弓高(0~60 μm)逐渐增大，极片厚度极差值先减小后增大;随着轧辊辊面长度(1 200~1 500 mm)逐渐减小，极片厚度极差值逐渐减小。结论 施加合适的弯缸力、对弧形辊进行设计均可改善极片辊压质量。轧辊辊面长度越小，极片辊压效果越好。可通过极片辊压仿真方法确定最优弯缸力大小与弧形辊最优弓高，该方法大幅度缩短了辊压机研发周期，优化了辊压机性能，提高了极片辊压质量，为锂电池性能的提升奠定了基础。