基于Ansys Workbench数控机床导轨的模态分析

为提高高速高精密数控机床的加工精度,本文采用动力学模态分析原理,对机床加工过程中的重要部件——直线导轨-滑块机构进行研究。通过SolidWorks软件建立直线导轨有限元三维几何模型,并运行Ansys Workbench软件进行网格划分及受力分析,提取模型的前6阶固有频率和模态振型,对比分析了模型的动力学性能。分析结果表明,前6阶振型中变形主要发生在导轨上,因为长导轨的结构性质导致结构刚度较小,导轨滑块机构的变形量较大,因此需调整导轨的厚度或导轨两端的预紧力,以降低变形量来满足机床的加工制造要求。该研究为数控机床的性能优化提供了理论依据。     

基于Ansys Workbench的起重机吊臂结构全伸臂工况的有限元分析

通过吊臂吊载,起重机能够实现大高度、大幅度的作业,吊臂是起重机的最主要承载构件之一,吊臂的分析研究对于起重机的结构优化起到了大的作用。以50 t起重机吊臂为例,借助软件Ansys Workbench对吊臂结构的全伸臂工况进行有限元分析,得到其变幅平面内各处位移和应力,为结构的改进和优化提供了一定的参考。     

基于Pro/E和Ansys Workbench的搬运机械手设计与优化

为提高企业物料加工车间的效率,本文基于Pro/E和ANSYS Workbench设计了一种物料搬运机械手。采用丝杠加滑台的组合方式控制手臂的升降和伸缩,通过气缸控制手部的张开和闭合,手指通过螺栓固定在手掌上,并可以根据零部件的需要进行更换。采用PRO/E绘制物料抓取机械手的简易模型,同时利用Ansys Workbench中的Static Structual模块对机械手手部组件进行静力学分析,得到应变位移为0.032mm,等效应力为10.03 MPa,满足强度要求。同时,采用Ansys Workbench中的拓扑优化模块,对机械手手部进行拓扑优化。优化结果表明,改进后结构质量减少了40%,强度满足设计要求。该研究为整个机械手系统的优化提供了理论依据。     

基于Ansys Workbench LS-DYNA的预控破片战斗部成形与飞散特性分析

为了研究预控破片战斗部壳体膨胀破碎后破片群的运动规律,利用Ansys Workbench LS-DYNA有限元软件模块对某型杀伤战斗部壳体爆炸成形和飞散过程进行了仿真分析,得到了战斗部破片群的最大速度为1 323 m/s,破片速度主要集中在1 125 m/s～1 250 m/s之间;单个破片的设计质量为1.4 g,形成破片群后破片质量主要集中在1.1 g～1.3 g之间,破片群质量损失为18.35%;破片群形成后测得静态飞散角为70°。仿真结果表明,破片群中破片的最大速度较改进后的Gurney理论公式计算结果偏低了9.32%,但误差在允许范围之内。同时,其他仿真结果数据也为进一步研究预控破片战斗部提供了理论依据。     

基于Workbench液压挖掘机动臂的有限元分析

针对YC230型液压挖掘机的动臂位于最低位置的最深挖掘工况,运用Workbench有限元方法进行静力分析,在利用理论公式对其进行载荷计算基础上通过网格划分、边界条件确定、数据分析等,得到动臂的应力云图及应变图,为动臂的强度设计提供了参考数据.     

基于ANSYS Workbench的码垛机器人大臂静力学分析

以某型四自由度码垛机器人为研究对象,借助UG软件进行底座、腰部、臂部及腕部的三维建模并添加约束完成整体装配。对机械臂关键零部件进行受力分析,求解大臂两端的作用力与作用力矩;利用ANSYS Workbench软件对大臂进行静力学分析,得到大臂结构应力云图与应变云图。结果表明,大臂结构应变幅度较小,刚性较强,能够满足码垛机器人受载条件下的强度要求。     

基于ADMAS和Workbench的高空作业臂性能仿真分析

建立作业臂的ADMAS虚拟样机模型,对工作臂进行动力学仿真,得到其动态特性曲线,由仿真结果可知工作臂运行过程较平稳。同时在两种危险工况下进行整机的有限元分析,得到应力分布和应变分布,并根据应力最大位置处的受力曲线,以最大载荷分别对中臂和下臂进行加载,进行静力分析,结果表明最大应力点受最大载荷时仍然满足设计要求。     

基于Ansys Workbench12.0的磷酸铁锂动力电池温度场特性研究

针对电动汽车用磷酸铁锂动力电池温度场分布的均匀性问题,本文以某厂家生产的磷酸铁锂电池IFP36230218为例,依据仿真计算所涉及的理论,基于Ansys Work-bench 12.0软件,提出了一种通用的仿真计算过程,并分别对电池单体及模块在不同冷却条件下的温度场特性进行仿真研究,仿真结果表明,散热情况越好,电池内部温度的一致性就越好,电池寿命和稳定性越高。该研究为实际工程中测定电池温度场分布和设计、优化电池组热管理系统提供了理论依据。     

基于ANSYS Workbench的救生舱舱体优化分析

目前对救生舱舱体参数的设计大多还是根据设计人员的经验来确定的,这种设计方法往往效率低下,不能适应新的要求。利用基于ANSYS Workbench(AWE)的协同设计方法,可以有效缩短设计周期,降低设计成本,提高救生舱的可靠性和经济性。以方形救生舱舱体为例,通过Pro/E与AWE的协同优化功能对其结构参数进行仿真分析,并与之前的经验设计参数比较,得到最优设计点。     

基于灵巧度的手术机械臂尺寸与结构优化

为了通过优化机械臂的尺寸来提高其运动性能,提出了一种基于运动学综合性能指标的机构尺寸和结构的优化方法。通过分析手术机械臂运动学雅可比矩阵奇异值,建立了全域空间条件数均值与全域空间条件数波动值的综合灵巧度指标,对远心点调整机构的尺寸进行了优化。基于对关节结构的有限元分析,优化其结构,实现了机械臂的轻量化设计。优化结果显示:优化后机械臂远心点的工作空间仍满足手术操作的需求,综合灵巧度指标提高了14.8%,被动关节质量减少了21.9%,一阶固有频率和最大应力指标也都有所提高。优化结果很好地满足了微创手术对机械臂灵活性及轻量化的要求。     

基于ANSYS Workbench的FSAE赛车链轮有限元分析与结构优化设计

为改善FSAE赛车的动力性能,本文研究了赛车链轮的有限元分析及轻量化设计问题,首先对FSAE方程式赛车大链轮进行参数化建模,然后基于ANSYS Workbench软件对初始设计方案进行有限元建模及分析,结果表明初始设计还有较大的优化潜力.然后研究腹板结构各参数与大链轮质量和最小安全系数的关系,采用响应面法进行参数灵敏度分析,并对其进行结构优化设计,实现零件减重10.97%,对提高赛车的动力性有着重要意义,同时该研究对赛车的系统设计也有一定的借鉴意义.     

串联机械臂结构优化方法

为解决串联机械臂结构优化问题,提出一种基于工作空间和能量消耗综合指标的机械臂结构优化方法.该方法在机械臂原有结构设计的基础上,以满足原有全局性能指标约束为前提,以机械臂工作空间和特定工作区域上的能量消耗为性能指标,利用遗传算法优化机械臂结构参数,使优化后的机械臂不但具有原设计工作空间特性,而且运行能量消耗最优;推导了基于工作空间和能量消耗的综合性能指标计算方法,并给出基于实数编码遗传算法的机械臂结构优化算法.在某6R型串联机械臂结构优化上的应用结果表明：该机械臂结构优化方法能有效地优化机械臂结构,减小运行能量消耗,优化结果能够满足预定工作空间特性约束.     

平板封头与筒体连接应力释放槽结构分析与优化

对平板封头与筒体连接应力释放槽结构进行了有限元分析,根据压力容器分析设计观点对结构的安定性进行了评价,发现有些情况下需开设一定尺寸的应力释放槽才能使结构满足安定性要求,而有些情况下仅需做结构对接开槽即可满足安定性要求,据此可确定是否开设应力释放槽的分界线.此外,分析表明,有些情况下即使开设应力释放槽也不能使结构满足安定性要求,此时需首先加强筒体,据此可确定是否需要加强筒体的分界线.通过参数化计算,得到了需开设应力释放槽及需加强筒体的结构参数区域.对需要开设应力释放槽的结构,探讨了应力释放槽圆弧半径以及开槽深度对薄膜加弯曲应力强度以及最大应力强度值的影响,提出应力释放槽横截面积最小、薄膜加弯曲应力强度水平系数最小以及应力强度幅水平系数最小3种优化方案.利用ANSYS的APDL及OPT模块,采用参数扫描及函数逼近法,以应力释放槽横截面积最小为优化目标,以薄膜加弯曲应力强度水平系数及应力强度幅水平系数小于1为约束条件,对应力释放槽的圆弧半径及深度进行了优化计算,给出了最优开槽尺寸,可供此类结构的设计参考.     

基于Ansys的齿轮接触应力分析

利用Ansys软件对齿轮进行有限元仿真分析,从网格精度和加载方式两方面寻求最佳模型,分析了不同齿宽情况下齿面接触应力与理论结果的误差,为齿轮的优化设计和可靠性设计奠定了坚实的基础。     

基于Ansys的客车车架分析

应用有限元方法建立了某型大客车车架结构的有限元模型,在确定载荷的简化和施加方法后,分别讨论了该车架的静态强度、刚度和模态特性,同时对该车架的动态特性也进行了分析研究。结果表明该车架能够满足各种性熊要求,在载荷作用下,车架结构整体应力较小,但局部应力与材料的屈服应力接近,这为车架的优化设计提供了重要的依据。     

基于ANSYS Workbench的中部槽优化研究

在中部槽拓扑优化的基础上,利用ANSYS Workbench软件,以整体重量,最大等效应力和最大整体变形3个变量为目标函,以底板厚度、中板厚度、铲板顶部高度3个尺寸为设计参数,对中部槽进行了多目标参数优化,优化后中部槽质量减少10%,节省了材料.最后为了验证优化的合理性,对优化后的中部槽进行校核,结果表明优化后的中部槽满足原工况要求,且应力分布更加均匀合理.     

基于 ANSYS Workbench 的结构应力分析的子模型法

提出了在ANSYS Workbench 中使用子模型的一种新方法。首先创建一个包含远端区,过渡区和子模型区的几何模型;然后对此几何模型进行分析得到粗糙模型的结果,并把过渡区的节点位移导出;整理导出结果形成ANSYS APDL 命令;最后基于过渡区和子模型区得到子模型,在子模型中加载命令流从而形成新的边界条件,通过对子模型区的反复细化从而得到问题的收敛解。使用ANSYS中的一个算例进行考察,并与经典方法进行比较,结果表明：该方法具有很高的精度,计算结果正确,且操作简易,适合在复杂零件仿真中使用。     

基于ANSYS软件平板网架结构的模态分析

将平板网架结构简化为多质点的弹性体系,利用大型数值仿真计算软件ANSYS对其进行模态分析.笔者介绍了平板网架结构ANSYS分析的子空间迭代法,并对动力模型进行模态分析后,得到了主振型结构在各个方向的动力特性.该结论对同类型平板网架结构的有限元分析具有一定的参考价值.     

基于Ansys的干式变压器热分析

针对三相干式变压器温度场变化的问题,本文分析了变压器的损耗和变压器的热传递两大引起温度变化的因素,基于Ansys软件建立了变压器的温升模型,并对变压器的温度场进行仿真,给出变压器温度分布和特殊节点的温度随时间变化曲线。仿真结果表明,从变压器工作12 000s之后温度开始趋于稳定,最高温度为65.619 1℃,出现在低压绕组及其绝缘包上;最低温度为56.818℃,出现在高压绕组最外层绝缘包和铁心的棱角处,被绕组包围的铁心柱中间温度高,越往两边温度越低。该研究为干式变压器的研发与设计提供了理论依据。     

基于ANSYS六自由度串联机械臂联接轴的结构优化

在六自由度串联机械臂结构优化设计过程中,建立了六自由度串联机械臂中薄弱环节联接轴的有限元模型,采用ANSYS软件对联接轴结构进行分析,得出了联接轴在工作状态下的应力分布规律以及变形状况,表明了联接轴的结构设计满足了刚度和强度要求,同时也为对其结构进行进一步优化提供了理论依据.