有限元ANSYS在材料力学课程教学中的应用

介绍了ANSYS在材料力学教学中的应用。分别以开孔薄板和在两种不同载荷下的悬臂梁为例,利用ANSYS强大的应力及变形分析功能、形象而直观的图形显示特点,研究了薄板和梁的变形及应力分布情况,得到的结果与理论值完全吻合,表明了ANSYS在材料力学教学中的优势。     

CAD与ANSYS的接口技术探讨

针对ANSYS建模困难的问题,比较了各种将CAD软件的模型导入ANSYS的方法,提出了使用CAD造型软件建模,利用Pro／E与ANSYS之间的接口,将模型精确地导入ANSYS等有限元分析软件的方法。     

外压圆筒设计方法及有限元计算的讨论

针对弹性范围内外压圆筒,对比目前常见的理论计算公式、设计标准算图,采用ANSYS软件特征值法对薄壁圆筒进行稳定性模拟计算,并与理论计算方法进行比较分析。结果表明:采用壳单元Shell181,当Mx2.83时,ANSYS软件中特征值法(LBA)所得结果与Mises公式吻合较好,且与设计标准中外压算图中的数据基本一致;弹性分析中,边界条件的设置对临界失稳压力的计算值有较大的影响,固支边界条件下的临界失稳压力计算值大于简支边界条件。     

基于ANSYS的撬装设备应力分析

传统计算方法及软件无法快捷准确获得组合撬装设备中塔底卧式储罐应力情况,所以利用ANSYS软件对此设备进行应力分析,求出应力分布并进行强度判断。ANSYS软件分析结果与实际情况对比,验证了设备结构的合理性及安全性。建模、分析过程说明ANSYS软件为设备结构设计提供了可靠的理论依据。     

中缅管线澜沧江跨越段天然气管道夹具堵漏分析

根据中缅管线澜沧江跨越段工程概况,在带压堵漏技术适应性的基础上,结合材料力学等理论,对夹具进行了设计;结合有限元理论,运用ANSYS软件对夹具堵漏系统进行了分析验证,为澜沧江跨越段天然气管道抢维修提供了参考。     

OMMT与APP对PP/PA6协同阻燃效应的温度场模拟分析

在氧指数(LOI)、UL-94测试及热失重分析(TGA)测试的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对温度场进行模拟计算,进一步证明OMMT与APP对PP/PA6协同阻燃效应。通过模拟分析,温度场的模拟结果与氧指数(LOI)、UL-94等测试的结果相符。     

基于MSC. Marc的有限元数值模拟技术在材料力学教学中的应用

材料力学是工科专业的一门重要专业基础课,具有理论复杂、概念抽象、计算量大和逻辑性强的特点。本文探讨了有限元数值模拟技术在材料力学教学中的优势,通过MSC. Marc软件建立了拉伸试验、应力集中、圣维南原理和偏心拉伸的数值模型,展示其在材料力学教学中应用情况。数值建模和模拟结果的分析有助于学生对材料力学课程基本概念和基本理论的掌握,激发学生对材料力学课程的学习兴趣。     

基于VB和ANSYS的旋转挤压脱水机分析设计软件的开发

采用基于对象的程序设计语言Visual Basic(VB)和有限元软件ANSYS开发了适用于旋转挤压脱水机承压结构强度和刚度计算的参数化分析设计软件,并以北京化工大学研发的新型旋转挤压脱水机为例,介绍软件自动建立有限元分析模型、自动进行应力分析、自动提取结果并完成强度和刚度校核的功能。     

开孔球罐的应力分析

利用解析法和有限元法(借助于ANSYS软件),对开圆孔的球罐进行应力分析.分别分析了球罐上同一位置不同半径的开孔和不同位置相同半径的开孔对应力集中的影响规律.结果发现,2种方法的结果比较接近;同时得出了一些结论,对合理的开孔提出了一些基本原则.     

基于ANSYS软件的双螺杆挤出机的计算机模拟与分析

介绍了应用ANSYS软件对常用的啮合型同向旋转双螺杆挤出机挤压加工过程进行计算机模拟分析的方法、过程和主要结论;同时介绍了其他常用流体软件对双螺杆挤出机模拟分析的应用情况。分析表明:用ANSYS软件可以对双螺杆挤出机的螺纹流道、捏合块进行压力场、速度场、流量及回流、剪切速率、剪应力和混合效果等计算机模拟分析分,析结果与实验结果基本一致。     

基于ANSYS ACP的复合材料潜水器结构设计

基于ANSYS Composite Prep/Post复合材料分析模块研究了潜水器在起吊工况下的结构强度。采用Hill-Tsai强度理论和Tsai-Wu强度理论,对比了两种不同失效准则下的潜水器结构失效形式。对潜水器不同结构区域处碳纤维编织材料的铺层数量进行参数化设置,结合试验设计方法,用合理有效的计算样本得到了复合材料潜水器载体结构的最优设计方案。文中采用的复合材料结构有限元计算与试验设计相结合的方法,对于复合材料工程结构的直接优化具有一定的参考价值。     

液化天然气储罐顶部进液管的有限元分析

低温管道系统结构复杂,在工作时承受内压、温差及重力载荷,且承载时系统内各部件又相互影响和制约,采用传统材料力学或结构力学很难分析该系统内各部件应力情况。应用ANSYS软件对某液化天然气储罐的顶部进液管进行了结构强度分析,分析得到了顶部进液管在承受内压、自身重力以及温差应力作用下的变形和应力分布情况,基于此对进液管的布置进行结构调整。研究结果表明:优化设计后进液管道最大主应力小于原设计进液管最大主应力的1/6,极大地保证了储罐在使用过程中的安全性。     

风力机叶片结构强度复合材料力学分析方法研究

截面结构强度分析校核方法是风力机叶片设计优化的关键问题。针对现有的叶片工程力学计算方法精度不高、有限元分析方法计算开销较大的问题,在研究风力机复合材料叶片结构设计模型的基础上,基于复合材料力学理论,推导出计算叶片截面周向各处拉伸和剪切应变的计算公式;在叶片生命周期内的极限载荷下,对某1.5 MW叶片进行了结构强度计算和分析,通过与该叶片在当量极限载荷下的测试结果对比,验证了所述方法的有效性。     

基于SIMP理论的注塑机固定模板的拓扑优化

运用ANSYS软件对塑料注塑机固定模板结构进行拓扑优化。将不同体积约束下拓扑优化的结果进行了研究对比,获得了模板在强度和刚度不变乃至增加的前提下材料的最优分布结构。按照分析结果所作的合理设计不仅可以节省材料,还可以通过减小模板最大挠度来提高注塑产品质量。     

回转窑托轮与轮带的接触应力及轮带的性能分析

用接触力学方法推导了托轮与轮带接触应力的计算公式，利用ANSYS的二次开发功能，开发了托轮与轮带的有限元建模程序，建立了回转窑托轮与轮带的有限元分析模型。应用接触力学和有限元方法对2号窑的托轮轮带的接触应力进行了计算，表明这两种方法都有较高的计算精度。有限元法计算结果表明：在滚动接触过程中，轮带应力呈复杂交变状态，在与托轮的接触区内，出现了明显的应力集中，这使接触面表层易出现楔状掉块、开裂等接触疲劳破坏；在轮带回转过程中，每一点的变形均呈现凹凸交变的复杂状态，从而迫使筒体的变形凹凸交变，严重时导致窑衬松动脱落。     

复合材料声呐导流罩铺层的遗传算法优化设计

以复合材料力学经典层合板理论为基础,利用MATLAB编程联合ANSYS有限元分析,建立了复合材料声呐导流罩铺层结构优化平台。首先对单向载荷下的层合板铺层结构进行优化,并和实验结果相比较,验证了该优化平台的有效性。结果表明,优化后的层合板强度有了较大提高。在此基础之上,根据水下实际载荷工况,对声呐导流罩的铺层进行了优化设计,并利用ANSYS有限元分析对优化后的铺层进行应力应变分析。结果表明,声呐导流罩强度性能显著提高,实现了声呐导流罩铺层的优化设计。     

高压断路器壳体翻边接管的强度分析

用应变电测方法在断路器壳体的关键部位贴应变片,进行了最高测试压力为4MPa的常温水压试验,测试了关键部位的应力分布情况;用ANSYS10．0软件建立了相同尺寸壳体的计算模型,研究了壳体在内压作用下沿3个关键截面的应力分布状态,井和试验结果进行了比较、验证,得到了该设备大开孔部位的应力分布曲线;根据JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》的设计准则,对此大开孔结构进行了强度评定。结果表明,该壳体强度能满足安全要求。     

直立容器支承式支座处的强度校核

根据局部应力的理论分析，提出直立容器支承式支座处强度校核的新方法。本法具有力学概念明确，分析精细，用于工程简便、实用的特点。     

主汽阀阀盖法兰侧壁开孔强度分析

以主汽阀为例,应用ANSYS有限元软件对在法兰侧壁开孔后的主汽阀阀盖进行强度分析,并实施带压堵漏。有限元模拟与实际应用结果表明:所开圆孔不会对阀盖法兰的强度造成重大影响,验证了应用有限元模拟进行强度校核方法的可行性。     

肉豆蔻酸稀土复合热稳定剂对PVC性能的影响

合成了肉豆蔻酸镧、肉豆蔻酸铈、肉豆蔻酸钕三种稀土热稳定剂,采用刚果红法分别测试了其与硬脂酸锌、季戊四醇、硬脂酸钙之间的协同作用,复配得到了硬质PVC用新型肉豆蔻酸稀土复合热稳定剂。利用转矩流变仪、动态力学谱仪等考察其对PVC流变性能和力学性能的影响。研究结果表明：肉豆蔻酸稀土复合热稳定剂具有良好的热稳定性,静态和动态热稳定时间约为120min和60min,能较好地抑制PVC的初期着色性;复合稀土体系的加工流变性能优于铅盐体系;拉伸强度、断裂伸长率和断裂强度与铅盐体系相当,而冲击强度高于铅盐体系。