变压缩比活塞结构设计与仿真

为了改善大排量柴油发动机的冷起动性能,提高发动机中小负荷的动力性,避免发动机大载荷发生爆震,设计了一种变压缩比活塞。该变压缩比活塞由内体、外体两部分组成,外体直径为180 mm,内体与外体之间通过梯形槽产生相对的螺旋运动,在改变发动机压缩比的同时可以实现清除积炭的目的。通过对变压缩比活塞的内部结构设计,实现了液压控制的发动机压缩比随着发动机工况变化的自动调节。通过建立活塞外体的ANSYS有限元模型,分析了在最大压缩比情况下活塞外体的应力及应变分布规律。结果表明:在压缩比为21、材料弹性模量为0.7 MPa、泊松比为0.3、外体的瞬时温度为588 K、最大爆发压力为13.5 MPa情况下,变压缩比活塞外体的应力及应变分布与最大压缩比时外体相对于活塞销的转动位置有关,同时与距活塞顶面和裙部的位置有关。     

多轴机床双摆铣头力矩电机制动分析

提出力矩电机常见制动方式及优缺点,分析了利用液压方式对多轴机床双摆铣头力矩电机的制动原理,利用Pro/E软件对提出的制动方案进行了三维结构设计;通过理论计算得出施加载荷的大小,并使用有限元分析软件AnsysWorkbench对黄铜制动套进行了仿真分析,得出黄铜制动套的应力、应变变形图,由应力、应变变形图观察到最大变形的区域位置及其应力、应变大小,以此进行可用性分析,为多轴机床双摆铣头力矩电机的液压制动方法的实际应用提供了理论依据。     

液压支架关键部位数值模拟研究

利用数值模拟软件对液压支架整体受力情况进行研究,发现在顶梁偏载工况下与立柱接触的顶梁柱帽位置出现最大MISES应力值为608.8 MPa,最大位移为7.59 mm;而在顶梁扭转工况下顶梁上最大应力值为整机中的最大值,为750 MPa,最大的变形量为13.1 mm,同时通过对虚拟焊接下MISES应力值与一体化处理下焊缝应力值进行比较,确定了液压支架薄弱位置,为设备优化提供一定的保障。     

基于ANSYS的卷接机组横梁有限元分析

为检验所设计的(工装)横梁是否满足强度和刚度需要,根据横梁在吊装过程中所承受的载荷进行了受力分析,并基于ANSYS软件进行有限元计算,计算结果得出当横梁承受4000 kg时最大应力为34.7 MPa,最大应变为0.03 mm,当横梁承受8000 kg时最大应力为69.5 MPa,最大应变为0.08 mm,研究结果表明,横梁能够满足工作强度需要。     

汽车浮钳式盘式制动器有限元分析

运用软件UG4.0建立某型号轿车盘式制动器总成的三维模型,通过软件集成技术在有限元软件MSC Nastran环境下对制动器的活塞、支架及钳体等重要零件进行了有限元分析,获得了制动器总成零件在工作状态下应力、应变及位移分布云图.仿真结果表明制动器的活塞、支架和钳体满足强度设计要求,证明盘式制动器的设计是合理的.     

核主泵高温工况下叶轮结构力学分析

为了验证主泵叶轮在设计工况下的完整性,通过三维软件Pro/E对主泵叶轮进行三维造型,应用计算流体力学软件ANSYS—CFX和Workbench对主泵叶轮进行耦合计算,分析了在轴向力载荷、转矩载荷、离心力载荷、混合载荷以及125%1临ti界同步转速与1.252倍转矩M。载荷工况下叶轮的最大应力强度分布。分析了叶轮应力、应变的分布规律,揭示出转子部件由于变形过大以及强度不足而引发失效事故。计算结果表明,在反应堆一回路额定工况下,在轴向力+离心力载荷工况下,叶轮产生最大应力变形,叶轮叶片最大变形发生在叶片出口尖部,变形量约0.58 nll/l;最大应力位于叶轮体及叶轮外径之间的过渡区,叶片出口区域最大应力值为112.4 MPa。     

基于UGNX的内燃机垫片凸凹冲裁模有限元分析

以内燃机垫片凸凹模为研究对象,应用UGNX软件对其进行三维建模,在仿真环境下指派材料、物理属性设定、网格化分、施加载荷和约束,生成仿真模型,并对其应力应变进行仿真求解。仿真结果显示,在同一冲裁力的作用下,凸凹模上台面边缘刃口处节点上的平均变形量为0.022mm,变形量最大;中间大孔边缘刃口处节点的平均变形量为0.0192mm,小孔边缘刃口处节点平均变形量为0.0179mm,变形量最小。小孔边缘刃口处的单元应力平均值最大,最大单元应力值为792MPa。研究结果为内燃机垫片凸凹模的结构改进、工艺提升,延长凸凹模使用寿命,提供理论基础。     

装载机制动钳的改进

ZM趴50装载机由于工作环境恶劣及盘式制动器中制动活塞矩形密封圈老化膨胀，导致密封经常失效或制动活塞卡死，造成制动不灵或制动发咬。维修时因没有专用工具，一般多采用一字旋具（螺丝刀）、撬杜等将活塞撬出，有的则用锤子敲击或摔打的办法。常常造成活塞刮碰变形，甚至使活塞＼制动钳报废，造成人为损坏。为方便拆卸和维修，笔者对制动钳进行了如下简单而实用的改进。在制动钳活塞腔后端中间位置钻一个中6．5mm小了L，并将，J、JL用小8XI．25丝维攻丝，用MSXI．25、长10mm的螺栓加铜垫密封即可。维修时只需将螺栓卸下，用小6mm小…     

多接触面轮胎定型硫化机应力分析及结构优化

采用SolidWorks软件建立多接触面轮胎定型硫化机模型,利用HyperMesh和Ansys对硫化机进行模态分析、应力和变形分析。计算结果表明:结构优化前,硫化机在额定载荷下最大应力为366.611 MPa,存在应力集中现象,总变形量为2.69615 mm;结构优化后,消除了应力集中现象,最大应力为148.417 MPa,变形量为1.85133 mm,且优化后结构提高了多接触面轮胎定型硫化机的固有频率、增加了硫化机的抗振性和工作稳定性。     

基于AMESim断带抓捕缓冲系统仿真研究

断带抓捕装置是带式输送机安全运行的重要保护装置,但当带式输送机断带抓捕时易产生较大冲击载荷。液压缓冲对冲击载荷具有较好的吸收消耗作用,可减小断带抓捕时的冲击振动。通过介绍断带抓捕液压缓冲系统的工作原理,利用AMESim进行系统建模。研究了溢流阀开启压力对缓冲油缸压力及制动距离的影响,得出理想的溢流阀开启压力为3 MPa,制动距离为0.59 m,制动时间为1.59 s,并模拟了溢流阀开启压力为3 MPa时的冲击实验。结果表明活塞位移和缓冲腔压力均略低于仿真值,但接近程度较高,验证了仿真研究的参考性。     

货车鼓式制动器组件接触特性研究

为研究货车鼓式制动器的动作特点,建立了货车鼓式制动器的三维模型,进行了鼓式制动器组件应力和位移分析。结果表明,制动鼓最大应力值为33.3 MPa,制动鼓的最大位移为0.13mm,发生在制动鼓下部区域,位移量主要产生于下部,并且呈对称分布;摩擦片的最大应力为71.0 MPa,表现为左右摩擦片应力分布对称,上下不对称,最大位移量为0.27mm;2个制动蹄的最大应力为865kPa,应力和位移分布规律与摩擦片类似。为货车鼓式制动器优化设计提供了基础。     

仿虾螯式抗冲击微加速度传感器设计

针对外弹道信息测量过程中,低量程微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS)加速度传感器在上万g_n过载环境下的损坏问题,提出了一种仿虾螯式抗冲击微加速度传感器,可以实现抗过载30 000g_n、量程50g_n的指标要求。有限元仿真结果表明,在50g_n载荷作用下,加速度计敏感单元位移为0.99μm,灵敏度为0.124 pF/g_n;引入仿虾螯式抗冲击缓冲结构的加速度传感器在30 000g_n过载作用下承受的等效应力的最大值从1 022.5 MPa降低至84.326 MPa,有效地提高了该传感器件的可靠性。     

无人机机翼装配型架设计

为缩短装配周期、降低制造成本,文中以某型无人机机翼装配为研究对象,根据机翼装配特点,考虑装配车间地基情况,设计了机翼装配平台,并采用内定位设计、柔性装配设计方法,完成了机翼装配型架设计;利用Hyper Works软件对设计的型架在满负荷工况下的变形和应力分布进行了仿真;最后根据设计结果,制造加工出装配型架,并对机翼进行了装配。结果表明:型架在仿真中的最大变形量为0.023 mm,最大应力为1.97 MPa,满足机翼装配使用要求。设计的装配型架结构简单,成本低,精度高。     

基于ANSYS的深海岩心钻机离心泵叶轮流固耦合分析

为获得搭载式深海岩心钻机离心泵叶轮在设计工况下的等效应力及应变分布情况,基于流固耦合原理,运用ANSYS和CFX软件对叶轮结构进行了仿真计算。仿真结果表明:流体压力载荷是影响叶轮应力与应变分布的主要因素;在设计工况下叶轮应力分布不均且存在局部应力集中,应力最大值为26.138 MPa,在所用材料屈服强度许用范围内,结构强度满足要求;叶轮变形在最外边沿处达到最大值0.010 031 mm,小于泵盖和叶轮的间隙4 mm,叶轮结构满足设计要求。     

快速掘进自移式临时支架的支护性能与液压特性分析

针对煤矿快速掘进系统设计了一种液压自移式临时支架,扩大了临时支架的最大支护面积。通过岩土分析软件FLAC 3D构建掘进巷道模型,基于ANSYS对临时支架支护性能进行数值仿真分析,发现临时支护支架在巷道载荷的作用下,竖直方向最大位移为6.6 mm,最大应力为96.9 MPa,小于材料的许用应力值。将巷道与临时支架相互作用载荷作为液压系统负载,基于AMESim对临时支架进行液压特性研究。仿真结果表明,临时支架左右两侧液压立柱的位移和流量变化趋于一致,满足液压立柱同步支撑的要求。系统性研究了支护性能与液压特性,验证了该临时支架应用在快速掘进工作中的可行性与先进性。     

高温-多工况下自动焊接小车车架强度优化及分析

车架为运载机械的主要部件,其强度影响了运载机械的安全性。将SolidWorks所建车架的三维模型进行适当简化,导入ABAQUS中建立有限元模型。分析车架在高温下的满载启动、满载弯扭复合、满载横移以及不同制动加速度紧急制动工况下的应力以及应变,结果表明:在横移工况下应力值最大,为834.8MPa;最大应变出现在制动加速度为100m/s~2时的紧急制动工况下,值为0.656mm。对车架进行改良后,在多数工况下的最大应力及位移都有不同程度的减少,可为之后车架的优化奠定基础。     

航空活塞发动机曲柄连杆机构的瞬态动力学特性研究

选取通用航空领域常用的莱康明水平对置四缸航空活塞发动机作为研究对象,利用SolidWorks、ANSYS Workbench软件进行三维建模以及有限元分析。通过模拟发动机在起飞、巡航和降落阶段的工作条件,分别在2700、2400和1600 r/min的转速下对活塞、连杆和曲轴关键部件的等效应力和应变进行研究。实验结果显示,在起飞阶段（2700 r/min）,活塞的等效应力和等效应变分别达到91 MPa和0.0017 mm。相比于巡航阶段（2400 r/min）,其等效应力分别高出11%,等效应变高出22%;相较于降落阶段（1600 r/min）,等效应力高出12%,应变高出29%。连杆在起飞阶段的等效应力和等效应变分别达到162 MPa和8.23E-4 mm,相比于巡航和降落阶段均高出5%和8%。此外,曲轴在起飞阶段的等效应力和等效应变分别达到184 MPa和0.0014 mm,比巡航阶段分别高出17%和59%,比降落阶段高出21%和63%。这一研究结果揭示在起飞阶段,活塞、连杆和曲轴受到了更大的力和变形,为优化曲拐机构设计及提升其在高负荷工况下的可靠性和耐久性,提供了重要的理论依据。     

不同温度下受压封隔器胶筒有限元分析

利用ANSYS软件中超弹性材料Mooney-Rivlin建立胶筒轴对称有限元模型,分析受压胶筒在温度载荷作用下应力和变形沿筒长分布规律。研究结果表明,温度对受压胶筒应力分布具有一定的影响:室温(25℃)时,上胶筒应力沿筒长均匀分布,中间胶筒上下两端应力较小,中部应力较大,下胶筒底端外表面应力最大,为19.693 MPa,内表面应力最小,为3.984 MPa;随着温度升高,中间胶筒应力分布趋于均匀,下胶筒底端外表面应力增大,100℃时该应力最大值为19.716 MPa。胶筒变形随温度载荷升高沿筒长非线性变化,上胶筒顶端变形小,且沿筒长变形非线性增大,中间胶筒变形最大,为9.17 mm,下胶筒受温度影响较小,其变形较小且变化较为平缓。     

基于ANSYS Workbench的中耕机力学特性分析

以某型号中耕机为研究对象,利用ANSYS Workbench对其进行了静力学分析与模态分析。结果表明:在额定松土工况下,中耕机机架最大变形量为1.9 mm,最大应力为78.5 MPa,应力分布不均匀;中耕机的前6阶模态的振动频率范围为13.7～39.3 Hz,当外界载荷的振动频率在此范围内时,应注意共振损伤。     

卧式螺旋卸料沉降离心机转鼓的有限元仿真

应用VisualNastran有限元仿真软件对转鼓在各种载荷工况下的应力应变进行了仿真分析，并调整转鼓壁厚参数来研究参数的变化对转鼓的强度和径向变形的影响。仿真结果表明：转鼓的最大应力位于靠近大端鼓底的柱形筒体的内壁上；物料离心液压引起的最大应力和最大径向位移随着转鼓壁厚的减小而增大；转鼓自身质量离心力在壁内产生的最大应力和最大径向位移与鼓壁厚度无关。