马桶座圈的造型与舒适性设计研究

目的 为了满足马桶座圈造型美观性与使用舒适性的两者要求,提出一种将造型设计与有限元分析相融合的综合设计方法。方法 首先根据感性工学原理归纳出马桶座圈造型的设计要素,初步设计了8种马桶座圈的造型方案,并采用语义差异法对各个方案进行美观性感性意向评估,挑选了4种偏向于美观的造型方案,同时与人体模型装配进行有限元分析,以获取人体与马桶座圈之间的接触压力,然后使用层次分析法对设计方案的均值与压力数值进行综合评估,得出最优设计方案,最后通过30名测试者对最优设计方案进行实验测试。结论 实验测试的结果与有限元分析的结果近乎吻合,表明了运用感性工学与有限元分析的综合设计方法,可以有效地帮助设计师设计出造型美观且使用舒适的产品,为相关的设计研究提供了参考指导。     

军用特种车辆工业设计研究综述

目的 探究影响军用特种车辆造型的功能因素和技术因素;总结军用特种车辆的设计方法及评价方法;分析军用特种车辆造型的设计趋势.方法 通过对车辆基础形态、结构布局、外表面造型及涂装的变化研究,归纳国内外军用特种车辆的造型演变规律及影响因素;针对军用特种车辆的功能属性、用户及使用场景,结合设计项目实践总结车辆造型的设计及评价方法;通过对未来陆军作战模式及创新型国防应用技术的调研,总结未来军用特种车辆的造型优化方向及设计趋势.结论 工业设计方法与技术手段在军用特种车辆上的设计应用能有效提高车辆造型美观度,优化造型的形态功能,同时构建合理高效的设计流程.工业设计与多学科领域的交叉融合,能赋予军用特种车辆造型创新的功能与性能表现.未来军用特种车辆的造型设计趋势将遵循模块化、高机动性、优良隐身性的设计理念.伴随着技术产业的不断发展,军用特种车辆的造型将会匹配新的驱动模式、驾驶控制模式、供能模式,形成体系化的军用特种车辆设计平台.     

基于眼动跟踪实验与VR仿真的农业机器人造型设计

目的 为促进农业智能化发展,进一步丰富农业机械的用户感性意象,解决农业机器人造型设计同质化问题。方法 结合眼动跟踪实验与VR仿真技术,提出一种农业机器人造型设计方法。第一,确定样本及初步感性意象,进行感性意象的权重分析与筛选。第二,运用眼动跟踪设计样本进行造型特征点分析,主要依据热点区域确定关键造型要素。第三,依据意象权重分析、眼动实验结果等进行针对性的造型意象创新,形成方案集并完成计算机辅助设计。最后,通过熵权理论和VR仿真技术的介入完成综合设计评价,获得最优解。结论 以苹果采摘机器人造型设计为例,根据分析可知,在农业机器人造型设计中运用眼动跟踪技术与VR仿真评价,可以较为准确地依据用户感性意象需求进行造型设计创新,提高设计效率,其方法具有一定的适用性。     

高温压力管道三通接头的应力应变分析及仿真

高温压力管道的爆管事故通常需要实时监控高温管道的薄弱部位的应力应变状况.选取高温管道的典型薄弱部位"三通接头"作为分析对象,在理论分析建模的基础上,运用有限元AYASYS分析软件,对三通接头高温管道稳态运行时的热应力应变状况进行了分析计算,确定出其高温工作时的应力分布状况以及最大应力部位.并相应地给出了二维应变花结构的高温应变片安装方案.     

电脑主机风扇底座注射成形流动仿真及模具设计

目的 设计一种造型美观、结构稳固、形状复杂的3层电脑风扇底座塑料制品。方法 采用Moldflow软件对电脑主机风扇底座的注射成形工艺流动过程进行了有限元仿真,对充填过程中的充填时间、气穴位置、熔接痕进行了分析。结果 确定了气穴和熔接痕的位置,提出了改进方法,分析了最大变形量的发生位置,最后对其注射成形模具进行了设计,主要对主型芯和斜导柱侧抽芯机构进行了设计,分析了模具的主要机构组成及工作原理。结论 将仿真技术与3D模具设计技术应用在新型电脑风扇底座模型及模具开发中,能够较为准确地分析制品充填过程中的充填时间、气孔、熔接痕和变形量等参数,从而指导模具设计过程。     

某型飞机主起下位锁撑杆方案CATIA有限元选型优化

主起落架及其与机身结构连接设计为某项目飞机关键技术攻关课题。而主起落架方案中下位锁设计及连接方案又是主起落架方案设计中的关键难点。本文通过对下位锁部位建立多方案连接对比模型并进行CATIA有限元装配计算分析,成功解决了困扰下位锁连接设计的前期方案选型优化问题,其方法思路对类似设计具有较好的实用参考价值。     

浅析有限元理论的智能塔式起重机疲劳性能

本文对智能塔式起重机结构进行了有限元建模分析,根据实际情况,详细总结了这种结构的力学性能,找出了结构的薄弱部位,最终可以估算出剩余寿命.     

叉车造型的视觉动力分析及其意象仿生设计研究

目的 为了提升叉车外观造型,增强市场竞争力,满足用户的感性意象需求,需要通过意象仿生设计提升叉车的情感内涵.方法 通过视觉动力分析,综合考虑理性与感性视觉意象进行设计.首先采用语义差分法获得叉车的目标意象,建立意象与叉车动力式样之间的关联,并利用层次分析法得到叉车关键造型部位的权重排序;其次利用生物特征作为意象感知介质,渲染目标意象氛围.结论 将可识别的生物特征匹配设备的关键造型部位,形成的备选方案可满足用户意象需求,评价筛选后得到最优方案.该意象仿生设计流程期望能够对相关工程车辆造型设计提供借鉴.     

机械设备造型设计的结构性分析

目的针对机械装备造型设计而言,产品的结构方式促成产品造型设计,产品的结构性直接影响产品的品牌形象。方法以机械装备造型设计流程为基础,分析了影响造型外观的若干因素之间的关系,产品的功能因素、人机因素、技术因素直接影响产品的结构因素,产品的结构因素影响产品形态。并结合影响机械装备造型设计的典型结构,分别对机械装备的壳体结构、连接结构和运动结构的形式和安装性形成的造型特点进行了分析和总结。结合实例,建立纺织机械装备VCRO-E型自动络筒机的评价体系,并对自动络筒机造型的视觉特征进行了分解,通过对自动络筒机造型设计中的形态因素、人机因素和功能因素进行结构性分析和应用,以验证以上方法的可行性。结论产品的结构形式是机械设备造型设计过程中的关键因素,合理的结构方式是决定机械装备造型的重要特征。     

基于产品识别的洗扫车产品族造型设计

目的为研究洗扫车产品族造型设计和设计评价方法,构建产品族设计的评估体系,通过对产品识别特征的分析,阐述产品族与评价体系的流程,运用评价体系来验证洗扫车造型设计的可行性。方法首先采用数学模拟分析评价方法对方案进行评价,并运用识别共性指数的运算法则,对洗扫车产品族设计方案进行系统评价,以数据的形式评价结果来有效地对流程进行评价,使得出的洗扫车造型方案的产品族共性值偏向合理化,证明方案在洗扫车造型产品族设计中具有产品识别的效果。结论通过设计实例,实现了产品族与产品识别在设计开发中的协同合作,验证了洗扫车产品族造型设计的评价方法的科学性和实效性。     

一种便携式折叠照明器的三维结构设计和仿真

利用Pro/E Wildfire 3.0软件对便携式可折叠阅读照明器进行结构设计,包括对其进行三维建模,机构运动仿真和有限元分析.采用自顶向下的设计思路,细化到产品每个零件的设计.采用所见及所得的设计方法对不同的设计方案进行对比分析,形成优化完整的设计方案.     

某复杂蒙皮拉形中起皱缺陷的消除

目的对某复杂飞机蒙皮零件在拉形工艺过程中的起皱行为进行研究,以得到消除起皱缺陷的方法。方法分析了该蒙皮零件的型面特点,指出了拉形过程中出现起皱的原因。设计了3种改进的拉形方案,采用有限元仿真的方法对这3种方案进行模拟评估,确定了对起皱缺陷改善最为明显的一种,基于设备与工装的限制对该方案进行了调整,作为改善拉形质量的最终方案,并再次进行了有限元仿真验证。结果根据改进方案,在拉形工艺设计软件上生成拉形设备的数控代码,进行了生产性验证,与有限元仿真结果符合的很好,基本消除了起皱缺陷,提高了零件的成形质量。结论通过对拉形工艺中工装模具的优化设计,可以减少或避免起皱缺陷的出现。     

基于Ansys的拼装箱力学性能研究及优化设计

目的研究拼装箱有限元模型的建模方法和结构参数对力学性能的影响。方法以某胶合板拼装箱为研究对象,采用有限元软件平台Ansys建立该拼装箱的有限元模型,并通过跌落试验验证该模型应用于拼装箱力学性能仿真的可行性。在此基础上,对拼装箱的3个设计参数(钢边的厚度、胶合板厚度、胶合板材质)分别进行动态跌落测试和静态堆码实验的仿真分析。其中钢边厚度分别是0.4,0.8,1.2 mm;胶合板厚度分别是6,8 mm;胶合板材质为杨木、桦杨木和桦桉木。结果通过动态和静态数值仿真分析,采用6 mm桦杨木胶合板,同时保持钢边为0.8 mm厚度的镀锌钢为最优方案。结论采用Shell 163薄壳单元模拟钢边和胶合板,并用Solid 164实体单元模拟托盘的拼装箱建模方案是可行的。结果应用于拼装箱优化设计中,可得到满足要求且成本最低的方案设计。     

SWL550型十字轴万向联轴器结构建模及有限元分析

利用现代设计技术对SWL550型十字轴万向联轴器进行结构设计及强度计算。通过对十字轴万向联轴器的力学分析,得到重要零部件的载荷边界条件。基于CATIA软件建立重要零部件模型,通过CATIA的有限元分析模块对其进行有限元分析,危险截面的Von Mises应力与理论计算值基本吻合。用数字化模型代替传统的实物联轴器实验,简化了联轴器的设计开发过程。     

基于粒子阻尼的动力装置基座减振优化设计研究

以动力装置安装基座为研究对象,通过理论解释粒子阻尼的减振特性,借助有限元和离散元等仿真工具,确定粒子阻尼的初步设计方案,并通过振动特性及振动能量分析优化其布置位置,并对粒子的材质、粒径、填充率、表面摩擦因数、表面恢复系数等参数进行优化,确定最终的设计方案.设计仿真计算的模型验证试验台,通过减振特性测试,从粒子的材质、粒...     

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。     

带法兰椭圆形封头的有限元设计分析

传统带法兰椭圆形封头设计方法设计周期长、试错成本高。本文采用ANSYS有限元应力分析技术对带法兰椭圆形封头进行建模仿真分析,并与其他研究人员进行的带法兰椭圆形封头的验证性实验结果进行对比,结果表明有限元应力分析技术可以满足工程应用要求。最后利用ANSYS软件中的优化设计功能,对带法兰椭圆形封头的壁厚进行设计优化,壁厚为8.03 mm时,最大等效应力和最小总质量分别为312.3 MPa和26.2 kg,相比壁厚为10 mm时最小总质量下降了16.5%,可以达到节省工程材料、提高经济效益的目标。     

Analysis of cracked anisotropic plates using the hybrid finite element method

This paper presents a convenient and efficient method to obtain accurate stress intensity factors for cracked anisotropic plates. In this method, a complex variable formulation in conjunction with a hybrid displacement finite element scheme is used to carry out the stiffness and stress calculations of finite cracked plates subjected to general boundary and loading conditions. Unlike other numerical methods used for local analysis such as the boundary element method, the present method results in a symmetric stiffness matrix, which can be directly incorporated into the stiffness matrix representing other structural parts modeled by conventional finite elements. Therefore, the present method is ideally suited for modeling cracked plates in a large complex structure.     

多工况电梯背包架结构有限元建模与分析

针对采用传统方法进行电梯背包架结构强度计算存在计算效率低、计算工况单一且精度差等问题,提出多工况背包架结构静态应力有限元分析策略,并基于ANSYS有限元分析环境对某背包架结构进行有限元建模与静态应力响应求解,验证了该结构设计的合理性和有效性。     

周转铝箱的轻量化设计

目的 以某周转铝箱作为研究对象,通过有限元分析方法和正交试验设计对周转铝箱进行轻量化设计,以解决结构强度设计过剩的问题。方法 利用有限元分析软件Ansys Workbench对周转铝箱进行堆码工况的仿真分析,通过2个失效准则对分析结果进行评价,基于正交试验设计优化方案,通过Matlab软件对优化方案进行数学模型的建立及计算。结果 通过仿真分析,第1阶模态载荷因子为6.98,基于失效准则,周转铝箱的安全余量较大。根据极差分析,以箱体自身质量为唯一指标,确定了周转铝箱箱体侧柱厚度尺寸对箱体自身质量的影响最大,继而通过Matlab进行数学模型的建立以及计算,轻量化方案在满足工况使用条件的同时箱体的自身质量减少了9.88%。结论 轻量化设计后的周转铝箱符合强度失效和稳定失效2个准则,且满足实际工况使用条件,进一步说明采用正交试验法和有限元分析法进行轻量化设计的方案是可行的,实现了成本的减少,也提高了材料的利用率。