刚柔混合非线性转子系统的动态应力可靠性及可靠性灵敏度研究

以工程实际中具有复杂结构的非线性转子系统为研究对象,以有限元分析软件和多体动力学仿真软件为平台,建立参数化刚柔混合非线性转子动力学模型,对转子系统进行动力学仿真,并结合神经网络技术,随机摄动技术,可靠性设计和可靠性灵敏度设计相关理论,建立动态应力可靠性模型,提出对具有复杂结构的非线性转子系统的可靠性灵敏度设计的新方法,研究设计参数的改变对转子系统可靠性的影响,得到可靠性对基本随机变量均值和方差的灵敏度,在基本随机变量是混合变量的情况下对其灵敏度进行量纲一化,将各个基本随机变量对可靠性的影响程度进行排序,为产品在设计阶段提供理论参考,有着积极的现实意义和理论价值。     

ANSYS/PDS在连杆可靠性设计中的应用

活塞压缩机连杆的可靠性是活塞压缩机正常工作的重要保证。为评估连杆结构在压缩机运行过程中的可靠性,基于有限元软件ANSYS的参数化建模功能建立连杆有限元模型,采用有限元方法对连杆进行了分析,获得了连杆结构的应力分布。并应用ANSYS软件的可靠性分析功能,将有限元技术和概率设计方法(Probability Design System,PDS)相结合对连杆进行可靠性分析,考虑材料性质、结构尺寸等不确定因素对连杆可靠性的影响,得到连杆可靠性分析结果。计算结果表明,该连杆结构能够满足可靠性要求。     

超高稳态加速度承载条件下转子部件结构可靠性研究

以超高稳态加速度承载条件下旋转实验设备转子部件的安装孔结构为研究对象,建立有限元分析模型,对其动态变形进行分析。结合人工神经网络技术、随机摄动技术、可靠性设计和可靠性灵敏度相关理论,建立动态误差可靠性模型,提出了对具有随机参数的非线性转机结构动态误差可靠性灵敏度计算的方法,研究转子部件设计参数对转子部件可靠性的影响,将各个基本随机变量对可靠性的影响程度进行排序,为转子部件的结构设计提供参考。     

多跨转子系统频率可靠性灵敏度与稳健设计

以多跨转子系统H858型离心式压缩机为研究对象,利用MSC.Patran&Nastran有限元软件对该转子系统弯曲振动情况下的固有频率进行分析,依据动态结构系统固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义随机动态结构系统的失效模式,并以频率可靠性理论为基础,根据结构系统失效模式为串联模式的定义,推导出参数为正态分布的系统的频率可靠度及其频率可靠性灵敏度的计算公式,同时将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术与稳健设计方法相结合,将频率可靠性灵敏度融入到可靠性优化设计模型中,建立频率可靠性稳健设计的模型。并将频率可靠性灵敏度理论与稳健设计方法应用到多跨转子系统的可靠性相关问题分析中,进一步验证该理论的有效性,为工程实际中转子系统的设计提供理论依据,具有一定的现实意义。     

基于随机有限元方法的地面雷达支耳连接结构可靠性评估

支耳连接结构广泛存在于地面雷达机械系统中,其可靠性对于雷达装备安全具有重要影响。因此,采用随机有限元方法和广义强度干涉理论对其进行结构可靠性评估。首先构建支耳连接结构参数化有限元模型,将载荷、材料、几何等随机参数作为随机变量,评估结构可靠性,并进行参数灵敏度分析。研究结果表明,随机有限元方法能有效评估不确定工作环境下结构可靠性,为雷达支耳连接结构的可靠性分析及其优化设计提供了理论依据。     

透平机械叶轮叶片三维参数化造型及六面体网格生成方法研究

叶轮是向心透平和离心压缩机中的重要部件,其几何形状比较复杂,采用良好的网格进行有限元分析,以获得精确的强度和振动特性,是其安全性的重要保证.针对叶轮结构特点,采用CAGD (computer aided geometric design) 技术实现叶轮的三维实体参数化造型;然后使用同胚原理和BMSweeping(sweeping via background mesh interpolation)等方法建立叶轮六面体网格生成方法.为了保证有限元分析的精确性,建立叶轮上叶片根部倒角、轮盘气道进口处等特殊结构的网格生成方法.100 kW微型燃气轮机的向心叶轮网格划分表明, 使用上述方法生成的网格质量较高,能很好地满足有限元分析要求.     

压缩机转子系统的振动可靠性灵敏度设计

为了对压缩机类复杂的转子系统进行可靠性灵敏度设计,探讨可靠度与基本随机变量之间的关系,得到不同随机变量对可靠性的影响程度。通过引入隔离裕度和放大因子的概念,在转子系统动力响应的基础上,预测系统实际隔离裕度与许用隔离裕度。首先,根据许用隔离裕度不超过实际的隔离裕度的关系准则,针对压缩机类转子系统提出了一种基于共振失效的振动可靠性模型;然后,利用神经网络模型代替了有限元模型建立了复杂结构的可靠度与基本随机变量的强非线性关系;最后,以某齿轮转子系统为例,应用可靠性设计理论求解某转子系统危险位置的可靠度,应用可靠性灵敏度理论得到了系统均值灵敏度和方差灵敏度。     

基于CFD和多目标算法的离心叶轮参数优化

为了研究叶片出口安装角和叶片数对叶轮气动性能优化的影响,对某离心压缩机叶轮建立理论数值模型,利用多目标遗传算法对模型寻优。对优化的结果圆整处理后进行参数化建模,并通过CFD叶轮在设计工况点压缩比提高3.57%,等熵效率提高0.79%,叶轮整体情况得到改善,可为离心压缩机叶轮的优化设计提供参考。     

基于ANSYS-PDS的矫直机工作辊可靠性分析

在可靠性分析理论基础下,运用有限元ANSYS的PDS模块对矫直机工作辊进行可靠性分析。根据应力-强度干涉理论,以工作辊的几何尺寸、载荷及强度极限等参数作为变量,建立极限状态函数;选用Monte Carlo方法对工作辊进行计算,得到工作辊的可靠度、灵敏度图及影响可靠性的主要因素。     

离心叶轮多目标优化设计（英文）

本文提出了一种径流式叶轮机械的参数化方法,并编写了相应的计算机程序。通过集成参数化,网格生成和数值计算三个模块构建了离心压缩机叶轮优化平台。本研究使用商业优化软件Isight进行优化,计算流体力学软件Numeca用于流场计算。选用Krain叶轮验证优化系统。选取影响平均中弧线形状的8个参数为设计变量,以等熵效率和总压比作为目标函数。最终,通过优化得到了性能最佳的叶轮,并验证了参数化方法的可靠性和集成多目标优化平台的有效性。     

调速型液力偶合器叶轮叶片失效分析及改进方法

结合调速型液力偶合器叶轮叶片结构特点,分析叶片的主要失效形式,利用ANSYS12有限元分析软件对叶轮地进行有限元分析计算,提出相关改进方法,对提高调型液力偶合器工作可靠性及运行安全性均有重要意义。     

正交试验在离心叶轮强度优化设计中的应用

以某离心叶轮为例,首先用Solidworks建立了叶轮的三维模型,然后采用正交试验法分析了模型中影响强度的几个因素,得到了影响最显著的因素,最后利用有限元法对其进行了优化.分析表明,这种优化方法是有效可行的.     

基于ANSYS的离心风机叶轮有限元分析

利用SolidWorks和ANSYS-Workbench两种软件对离心风机叶轮分别进行实体建模和强度分析,有限元分析结果显示此方法比一维计算方法更精确、直观,同时也为叶轮强度计算提供了可靠依据,为进行不同类型叶轮的有限元分析和优化设计提供参考,大大提高了风机设计开发的效率和精度。     

基于安全系数法的封隔器胶筒可靠性研究

针对目前胶筒的结构易失效和可靠性低等问题,以胶筒的抗剪失效为目标,基于安全系数法,引入设计变量的随机性,建立正态分布下胶筒的可靠性模型。对胶筒工作应力和强度的影响因素进行分析,基于相邻目标优属度的AHP方法,综合获得可靠性模型的相关参数值;对密封胶筒静强度可靠性要求下的可靠性安全系数进行计算,并给出不同层次下密封胶筒可靠性安全系数的参考值。建立胶筒的有限元分析模型,根据剪切应力评价准则计算了胶筒可靠性安全系数的取值范围,并通过实例验证理论计算结果的合理性。     

顶驱中心管螺纹力学行为模拟及优化研究

针对顶驱中心管螺纹粘扣、断裂等问题，基于弹塑性理论、von Mises屈服准则以及中心管材料本构模型试验研究结果,建立了扭矩作用下的二维、三维有限元模型，并通过实验结果与数值模拟结果验证有限元分析的可靠性，对比二维、三维的分析结果验证二维轴对称模型方法的可靠性，获得了中心管螺纹接头的应力分布规律和力学特性，指出紧扣扭矩对螺纹连接强度影响极大。在此基础上，结合现场失效的螺纹接头，对螺纹锥度、螺距以及有效螺纹牙长度3个参量进行敏感性分析，综合考虑连接强度以及生产成本推荐了参量最优值。     

轻型载货汽车车架动态特性分析与研究

为了改进某轻型载货汽车车架的结构,对边梁式车架进行了一定的简化.考虑到悬架对车架动态特性的影响,建立了车架及悬架系统的几何模型和有限元模型.利用大型有限元软件ANSYS对建立的模型进行了有限元模态分析,获得了车架的模态参数.通过模态分析法对车架模型进行了验证,确定了该车架结构的安全性和可靠性,为后续的动力学分析及实验提供了参考,对车架的设计和结构改进具有一定的指导意义.     

低比转速离心泵叶轮造型及有限元网格划分一体化分析

在作图法的基础上,整理了完整的低比转速离心泵叶轮的计算机建模方法,根据叶轮几何形状及建模方法的特点采用节点连接和几何变换相结合的方法,发展了一种有效的离心泵叶轮三维有限元网格自动生成的算法,编制了界面友好的三维网格自动生成程序。使用该程序只需输入叶轮基本几何参数,即可得到泵叶轮三维有限元分析网格,为进,行实际叶轮的造型与有限元网格划分一体化设计奠定了基础。     

基于特征值灵敏度修改的叶轮结构改进设计

在应用Ansys软件进行叶轮模态计算时，确定叶轮的结构尺寸是建立实体的重要步骤。在引入特征值灵敏度修改理论，给定第一阶固有频率修改数值的条件下，对叶轮的刚度进行了修改。确定出关键尺寸后，对叶轮进行了有限元计算和实验模态分析；比较了二者结果和分析了误差并最终给出了符合设计要求的定型叶轮。     

基于SolidWorks的鼓风机叶轮有限元分析

本文采用SolidWorks软件对某鼓风机叶轮建立三维模型,并利用SimulationXpress模块直接对叶轮零件进行有限元分析,求出了在工作转速下叶轮的应力、变形情况,以及考虑刚化效应对叶轮模态振型的影响,求得叶轮的各阶固有频率和振型,并计算出各阶的临界转速.     

LB50-160型离心泵叶轮内流场三维紊流有限元分析与计算

本文基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,对LB50-160型离心泵设计流量下叶轮内流场三维紊流进行了数值计算,获得了叶轮内流场的速度、压力分布,捕捉到了一些重要的流动现象。并对数值计算结果进行了深入的分析研究,为叶轮的水力设计提供了有价值的信息。对叶轮结构进行了有限元分析,准确且直观的得到了叶轮在载荷作用下的应力和应变,为叶轮的强度计算提供了可靠依据。