300MN模锻水压机主分配器优化设计

针对300MN模锻水压机原主分配器驱动方式落后、阀体体积大、工艺孔多等问题,提出了基于“油缸＋齿轮齿条机构＋凸轮顶杆机构＋位移检测装置”分配阀芯开启度的控制方式。以工作柱塞最大速度为基础,优化了分配器阀体的结构和阀芯的开启图。基于有限元方法和阀体主要结构参数的灵敏度分析,以阀体最小体积为优化目标,对阀体进行了优化设计。工程应用表明,分配阀芯驱动方式先进,阀体体积大幅减小和工艺孔数量大幅减少。     

大通径滑阀阀体强度与配合间隙的优化设计

对于液压滑阀,泄漏和卡紧相互矛盾,与阀体阀芯的配合间隙密切相关。配合间隙过大,泄漏量大,降低或丧失阀的控制功能;配合间隙过小,阀体和阀芯在压力、温度的作用下变形,极易导致阀芯卡死,使阀突然失效;因此合理设计液压滑阀的配合间隙是滑阀研制成功的关键。本文利用ANSYS Workbench Environment平台,建立某大通径二位四通液动换向滑阀的三维有限元模型,采用热-结构耦合的方法,详细研究了阀体阀芯配合间隙随压力、温度及阀体壁厚变化的规律;结合材料及工况条件,对初始配合间隙和阀体壁厚进行了优化设计,在保证阀体强度、避免阀芯卡死的前提下大大降低了泄漏损失,并设计制造出样机进行试验研究,验证了优化设计结果。该优化设计方法对同类大通径滑阀的设计研发具有一定的参考价值。     

消防水系统梭式止回阀的结构优化

为了满足消防水系统的技术要求,需要改善由于原梭式止回阀体和阀瓣轮廓线转折尖锐阀,造成的阀体内流体有较大压力梯度,梭式止回阀震动,流阻大和水锤现象较大的缺点.本文利用FLUENT软件进行数值模拟分析,对阀体进行了优化设计.分析比较了优化前后的宏观速度、静压力和流阻力系数.结果 表明:优化后的阀体内流道线形曲率半径增大,内轮廓线光滑平顺,流体在阀内的流速稳定,增大了止回阀的流通能力,漩涡强度减小;阀芯受力均匀,流体对阀芯的水击力较小,流动阻力减小;阀门整个开启过程中优化后的止回阀流阻系数至多相对降低量53％,有效提高了防水锤特性.     

粗糙度对多路阀间隙密封性能的影响

多路阀阀芯间隙的卡紧现象是工程机械液压控制系统中的常见故障之一。为减小卡紧力,提高多路阀换向的准确性和可靠性,以多路阀阀芯为研究对象,建立基于平均流量雷诺方程的数学模型以及阀芯阀体表面粗糙峰接触模型,并应用有限体积法对其进行离散求解,探讨均压槽数量对阀芯径向卡紧力及阀体表面粗糙度对阀芯内泄漏量和摩擦力的影响。结果表明：增加均压槽数量可降低阀芯所受径向卡紧力;随着阀体表面粗糙度值的增大,内泄漏量及黏性摩擦力减小,但粗糙峰摩擦力显著增大。     

AT变速箱电液比例控制阀阀体多台阶内小孔加工

电液比例控制阀是汽车AT变速箱的核心元件,而电磁阀ATF油压调节是靠衔铁推动阀芯克服主油路压力、弹簧推理和摩擦力在阀体内孔中移动实现的。阀体内孔是难加工的多台阶高精度小孔,阀芯顺畅移动取决于阀芯和阀体内孔的加工质量。本研究通过采用多参数的单因素影响试验方法,对加工刀具、加工方法和切削用量参数等进行加工试验,最终获得了能够保证阀体内孔加工质量的工艺方案。     

节能注水增压泵的有限元仿真分析与优化设计

针对目前油田注水增压设备能耗高、注水压力调配不合理等问题,设计了节能注水增压泵,利用ANSYS Workbench软件对柱塞缸、换向阀阀体和阀芯进行静强度分析,证明该装置结构强度满足要求,对阀芯进行模态分析,计算出其前6阶固有频率和振型,证明该装置能避免共振,对阀体进行优化设计,分析了各设计变量对优化结果的影响,优化后的模型较原始模型质量下降了29%,对该装置样机进行压力试验,试验压力为最大工作压力的1.5倍,试验证明该装置强度满足要求,验证了仿真结果的正确性。     

基于Fluent的电磁阀内部流场的三维仿真与分析

为提高电磁阀的设计水平,缩短研发周期,运用计算流体学软件Fluent完成了电磁阀在阀芯移动不同距离时内部流场的三维建模与仿真计算,分析了阀芯在不同位移下阀体内部的流场特性,对研究阀体内部流场和优化阀体内部结构具有重要意义.     

多功能液压破碎机阀芯泄漏特性的数值模拟分析

多功能液压破碎机用多路阀系统中,阀体和阀芯之间依靠间隙密封,因此不可避免会存在一定的泄漏量。过大的泄漏量不仅会造成能量的损失,还严重影响着阀的执行速度及工作性能。以多路阀转锤联阀芯、阀体无相对运动状态下的缝隙为例,采用理论计算以及数值仿真的方法研究间隙大小、偏心、阀芯直径、封油长度、均压槽数量等因素对泄漏流量的影响,得到各参数对泄漏流量的影响规律及缝隙中流体的运动状态,为阀芯、阀体配合缝隙处的结构设计和参数优化提供了参考,对工程实践具有重要的参考价值。     

流固耦合下多路阀换向阀块变形及模态分析

多路阀广泛应用于重大装备领域中,其性能直接影响整机操纵的舒适性和灵活性。在对多路阀阀体进行分析以提升其性能时,内部流体对阀体的作用效果不容忽视。在ANSYS Workbench中对某型号电液比例负载敏感多路阀换向阀块进行流固耦合分析,得到不同阀口开度下,阀体阀芯在流体稳定流动时的受力、变形以及自身固有频率的变化情况。研究结果表明：随阀口开度的增加,流体对阀体阀芯的作用力逐渐减小,换向阀块的最大变形逐渐减小。阀体阀芯的固有频率在流固耦合后降低,阀体阀芯固有频率减小程度存在差异,各阶固有频率在阀口开度增加中基本保持不变。仿真结果为多路阀在设计与优化环节中确定强度薄弱区和颤振补偿所用信号选取提供参考,有助于提高整机性能。     

导磁型径向流磁流变阀的结构优化及性能研究

针对典型径向流磁流变阀电源能耗过大的问题,使用不同软磁材料对阀芯进行分割式组合,提出并设计导磁型径向流磁流变阀结构.由于软磁材料的导磁性能不同,将软磁材料进行排列组合,从而使得阀芯处的磁能损耗降低,同时诱导磁场进入环形轴向间隙内,增加磁场对磁流变液的作用面积.采用拉格朗日乘子法结合拟牛顿法,对阀体基本结构进行优化设计,...     

高速转向架轴箱转臂结构拓扑优化设计

采用变密度方法,建立了以结构的总柔度为目标函数,体积为约束的拓扑优化模型.利用有限元软件hyperworks中的拓扑优化工具对列车转向架轴箱转臂结构初始设计方案进行了减重设计.结果表明,基于拓扑优化技术可以得到既经济又安全的结构方案.     

滚锥齿超环面行星蜗杆传动的优化设计

针对滚锥齿超环面行星蜗杆传动，以体积最小为优化目标函数，建立了优化数学模型，采用罚函数法进行了优化计算并同原设计参数进行比较，得到了满意结论。     

基于混合遗传算法的新型防砂筛管优化设计

针对石油割缝筛管的现状,开发出了一种新型复合缝腔割缝筛管。在充分考虑了原油渗透率、流动阻力及使用寿命等因素的基础上,以强度约束为主要约束条件．利用混合遗传算法多目标优化方法,对其参数进行综合优化设计。为提高优化速度,利用有限元方法进行了强度分析,统计出不同参数条件下的应力集中曲线,采用人工神经网络的方法处理数据。     

半挂式散装水泥车结构分析与优化设计

利用ANSYS软件，采用板梁单元对半挂式双轴、三轴散装水泥车结构进行多工况分析，分析结果与测试结果比较，证明建模正确合理。采用ANSYS与导重法相结合的优化方法，对其结构进行优化设计，只需很少几次迭代计算就可得显著的优化效果。双轴车不但容积从34m^3上升到36．56m^3，总质量下降34．4％，而且主要工况的最大复合应力从383．852MPa下降到184．805MPa；三轴车不但容积从49m^3上升到49．56m^3，总质量下降25％，而且主要工况的最大复合应力从489．143MPa下降到173MPa；显著提高了设计质量，并得到结构形状对各类应力的影响规律，为同类产品的设计提供了有益的参考。     

基于局部细分曲面拟合的散乱数据孔洞修补算法

在逆向工程应用中,对于带有孔洞的散乱测量数据,给出了孔洞自动识别算法,通过提取孔洞邻域的局部数据进行三角网格划分和网格化简,得到带有孔洞的基网格.提出了基网格孔洞三角划分方法进行孔洞填补,在此基础上采用最小二乘方法进行Loop细分曲面拟合得到光滑的细分曲面片.以孔洞边界为基准,给出了细分曲面裁剪算法去除拟合曲面的多余部分,最后得到精确的孔洞填补数据.     

土工离心机吊篮的设计及优化方法

在对土工离心机吊篮设计的基础上,采用分块优化设计思想,用Pro/E软件分别对吊篮平台和吊臂设计结构进行优化.以设计结构质量为优化目标,而以设计结构所受最大应力和最大位移为约束条件,找出了结构较合理的参数组合.然后,对吊篮进行结构分析,其刚度和强度均满足设计技术指标.该设计方法减轻了吊篮质量,减少了研制成本,同时改善了离心机转臂和主轴的受力工况.     

基于有限元数值模拟的气相色谱仪柱箱抗爆门结构分析

气相色谱仪GC柱箱结构的抗爆设计对提高仪器的使用安全性非常重要.文中采用数值仿真方法,对Agilent公司某型号气相色谱仪的柱箱门在爆炸载荷下的动力响应进行了研究.通过ANSYS软件建立柱箱结构的三维模型,利用LS-DYNA3D软件进行求解,利用任意拉格朗日欧拉ALE(Arhitrary Lagrange-Euler)算法、炸药爆轰产物的JWL状态方程、流体介质的材料模型和状态方程等对柱箱门结构在爆炸载荷作用下的模型进行了研究.结果表明:该仿真模型有效地估计了爆炸载荷下柱箱门的抗爆性能,为结构设计和优化提供了技术支持.     

端拾器的自动化设计

端拾器是冲压线中的物料输送系统中的工件夹持装置,通常采用标准的配件在冲压线现场配做,造成了调试时间长、材料浪费和结构组成没有优化等问题.采用机器人运动学的分析方法,对端拾器的自动化进行了研究,并采用Matlab求解了这个运动学逆解问题,最后通过对CATIA CAD系统的二次开发,对上述方法进行了验证.     

PTA装置中重型压力离心机转鼓研制

对某聚脂厂PTA装置中重型压力离心机转鼓进行有限元分析.采用SolidWorks建立其模型和ANSYS软件求解,并进行了结构优化.设计了专用夹具,提出了特殊加工技术.实践证明,在保证强度、刚度等生产要求条件下,采用优化方法设计的离心机转鼓比传统方法设计的转鼓在机械效率和寿命方面均有很大程度的提高.     

防爆风机主轴单元静、动态特性分析

采用有限元分析方法,根据防爆风机工作情况及主轴单元结构建立了主轴单元的三维计算模型,运用ANSYS软件,对主轴单元结构和静、动态特性进行了计算,具体包括主轴在载荷作用下所受的应力、产生的变形、各阶固有频率和振型、临界转速等,为优化主轴结构和改善主轴的动静态特性提供理论依据.根据振动测试原理,建立了主轴单元的动态测试系统,对主轴单元进行试验模态分析.通过采集系统输入与输出信号,经参数识别而获得试验模态参数.将理论计算与试验结果相比较,结果表明,所建立的模型是有效的.文中对数据进行了分析,提出了改进主轴结构的建议.