FSAE赛车集成化轮毂的设计与校核

针对赛车出现的装拆烦琐、车轮总成庞大等问题,对车轮轮毂的结构进行优化集成设计,对4种极限工况下车轮上的动载荷值进行计算,并运用有限元分析软件ANSYS对集成化轮毂进行静力学分析。分析结果表明,新设计的集成化轮毂的强度满足设计要求,采用新型集成化轮毂的赛车与上一届赛车相比,车轮总成质量降低了20%左右,这对赛车车轮的轻量化设计和提高赛车性能有重要意义。     

电动单梁桥式起重机整机力学性能研究

针对广泛使用的电动单梁桥式起重机,采用有限元技术对其整机金属结构的力学性能进行了详细分析。首先利用三维CAD软件构建了整体金属结构的几何模型,然后采用HyperMesh软件,基于ANSYS模板建立了整机的有限元模型,并将约束设置在车轮位置。结合起重机载荷组合的特点,考虑起重机在运动状态下的动载效应,设计了典型的计算工况。在ANSYS中计算了结构在不同工况下的应力和位移,获得了结构的静强度和静刚度,根据计算结构对主梁和端梁的力学性能进行了分析,提出了相应的设计建议。     

车辆道路行驶载荷测量方法研究

对一种微型汽车的车轮道路载荷信号测量和分析方法进行研究。根据有限元分析结果确定车辆前悬架零件上粘贴应变计的位置。搭建静态标定试验台,向车轮施加已知的垂直力FV、侧向力FL、制动力FB和纵向力FX,同时测量各个应变信号,从而确定力与应变之间的关系矩阵。在海南汽车试验场进行道路试验和动态应变测量。应用测量的动态应变信号和关系矩阵计算前轮在紧急制动工况和耐久性试验道路行驶工况中的道路载荷信号。对上述道路载荷信号进行的分析表明,它们是合理的。     

一种新型安全车轮的非线性有限元分析

建立了新型安全车轮的几何模型,说明了车轮构成及基本原理。基于车轮的几何非线性、材料非线性及车轮与地面接触的非线性,建立了车轮的三维非线性有限元模型,用ANSYS软件的非线性分析技术对车轮进行了有限元分析。建模时充分考虑了橡胶材料的超弹性,材料模型采用Mooney-Rivlin橡胶材料。分析了车轮在静态接触、侧倾和侧偏受载3种工况下载荷与变形量的关系,并对车轮应力分布、轮胎接地印迹和接地压力进行了研究,为模拟与分析轮胎行驶性能和车轮的结构设计与优化提供了相关依据。     

弹性车轮对地铁列车碰撞安全性的影响

为了研究弹性车轮在碰撞过程中对地铁列车安全性的影响,以某4节编组地铁列车为研究对象,建立了分别采用弹性车轮和刚性车轮的地铁车辆有限元模型。设计了载客量为空载和定员载荷的情况下,地铁列车以25 km/h速度分别在直线轨道和半径为800 m的曲线轨道上碰撞另一列相同的静止列车的8种碰撞场景,使用LS-DYNA显示动力学软件模拟碰撞过程。研究结果表明:和刚性轮相比,弹性车轮的车轮抬升量在空载工况下能够大幅度地减少,而在定员载荷工况下其略有增加;在不同的载荷工况下,弹性轮都能够在一定程度上减少轮重减载超过限值0.65的最大作用时间,并大大降低了曲线轨道上脱轨系数的最大值及其超过限值1.0的最大作用时间。     

CRH3型动车组车轮的疲劳寿命分析

为了真实计算动车组车轮疲劳寿命,在分析国内外车轮相关标准的基础上,提出了利用车轮静强度分析和有限元名义应力方法的高速动车组车轮强度的分析方法.基于UIC510-5标准,确定了车轮强度分析的计算载荷工况,利用有限元静强度分析方法对CRH3型动车组车轮进行疲劳强度评价,结果表明机械载荷工况下车轮强度满足要求;最后基于线性损伤累积法则,利用有限元名义应力方法和ANSYS/WORKBENCH得出车轮的疲劳寿命预测图及安全系数图,计算结果满足疲劳寿命要求,为动车组的安全性维护提供了理论依据,对动车组的安全运行有极强的实际应用价值.     

基于ANSYS的动车车轮强度分析

依据TB/T 1718-2003标准中轮轴过盈量的规定,对CRH380BL动车组新车轮与磨耗车轮进行了过盈配合强度评价;在考虑轮轴过盈量下,依据UIC 510-5-2003标准确定了新车轮与磨耗车轮的载荷工况及载荷大小,分别在直线工况、曲线工况及道岔工况下对其进行静强度评价。分析结果表明:按照相关标准,CRH380BL动车组车轮过盈配合强度及静强度均满足设计要求。     

CDC16捣固车车轮温度场与应力场分析

研究了23 t轴重的道路捣固车在制动条件下车轮的瞬态温度和应力变化情况,建立CDC16捣固车车轮(以下称"车轮")的三维有限元模型,分析了车轮的温度场。采用间接耦合法将温度场的模拟结果转换成热载荷,建立热载荷与时间的对应关系,进行了热应力场的动态模拟,同时对直线制动和曲线制动两种工况进行应力分析,并与直线工况和曲线工况下的机械载荷进行耦合分析。分析结果表明:两种制动工况下的应力在运行工况应力基础上与制动热应力进行了叠加,在制动阶段车轮温度迅速上升且衰减缓慢。     

随机载荷下机械弹性车轮的热力耦合耐久性研究

为了预测机械弹性车轮在直线行驶工况且承受路面不平导致的随机载荷的条件下所能达到的最大行驶里程,对机械弹性车轮耐久性进行了研究。结合车轮的结构特性,建立了用于耐久性研究的有限元模型。考虑路面不平度,确定车速与车轮动载荷、动载系数的关系,并以等效循环载荷加载至车轮。基于疲劳损伤理论和疲劳试验方法,利用Fe-safe软件对车轮的耐久性进行预测,得出最大行驶里程为8787 km。再对卡环进行热力耦合耐久性分析,发现最小寿命位置为中间销耳处,最大行驶里程为5258 km。     

基于ADAMS和ANSYS的某炸弹架锁制机构仿真分析

介绍了一种适用于某炸弹架锁制机构的仿真分析方法。首先建立虚拟样机模型,运用ADAMS软件进行炸弹投放过程运动学和动力学仿真,得到各零件的载荷曲线。将最大载荷作为危险工况导入ANSYS中进行有限元应力分析,使得锁制机构的应力分析更符合实际工况。基于该方法以锁制机构的关键零件锁制钩为例简述了分析步骤,其仿真结果为锁制机构的进一步改进优化设计提供了计算分析依据。     

汽车车架严重载荷工况下的应力分析

车架的受力十分复杂,首先对某四驱越野车的车架结构进行了分析,对车架模型中不影响整体力学性能的结构部分进行了简化.然后利用Algor软件,建立了该四驱越野车车架的有限元模型.并将紧急制动载荷等效添加到车架模型上.在该车架有限元模型的基础上,对车架在紧急制动和对角线轮上台阶两种严重载荷工况下分别进行了应力分析,得出了整个车架结构的应力分布云图.指出了两种工况下其局部应力较大的部位,并提出了相应的改进措施.     

重载RV减速器的摆线针轮疲劳寿命预测

以某型重载RV减速器中的摆线针轮为研究对象,利用有限元分析软件建立轮齿接触等效模型,得到了摆线轮齿面的接触应力分布并分析了其最大接触应力区,基于刚柔耦合动力学建模,得到了最大接触应力区的应力-时间历程。采用疲劳累计损伤理论,基于疲劳寿命专用仿真软件,以有限元结果和载荷谱为输入,分析了摆线针轮在相应外部循环载荷作用下的最终寿命,研究结果表明：摆线轮最大应力部位和危险部位在分度圆附近且靠近端面,最大应力为817 MPa,疲劳寿命为106.673次,等效寿命为5 233 h,为摆线轮的抗疲劳优化设计提供了参考价值。     

有限元分析在精量播种机限深轮优化设计中的应用

限深轮是精量播种机的重要部件之一,限深轮的工作情况直接影响精量播种机的播种深度。由于原有限深轮在工作中会出现破损现象,因此利用有限元分析对已有结构进行优化设计。     

连续挤压机负载扭矩的模拟确定及实验研究

建立了铝合金扁铝线连续挤压成形的有限元模拟模型,并应用有限元分析软件DE-FORM-3D对铝合金挤压的变形过程进行了三维模拟,获得了铝扁线挤压过程中的挤压轮的负载扭矩的行程曲线,该行程曲线一方面为传动系统、主轴系统的设计及电机选择提供依据,另一方面也是挤压轮预应力设计的基础。     

基于控制的自由摆激光追踪系统

分析了自由摆激光笔控制系统设计的要点与难点,建立了激光笔转角与自由摆转角之间的数学关系。利用单片机根据一定的控制方法与策略,采用步进电机控制位于摆杆末端与激光笔固连的平板转动,使得自由摆在任意摆动过程中激光笔光斑始终能够瞄准照射在靶纸的中心。最后在该自动控制系统的基础上提出了两种改进方案。拓宽其应用范围,并且对其未来的发展方向做出了展望。     

Three-dimensional finite element analysis of multi-stage hot forming of railway wheels

Three-dimensional finite element analyses has been carried out using DEFORM 3D software on multi-stage hot forming of railway wheels involving the processes of upsetting, forging, and punching of wheels. Thermal analysis related to heating the blank in furnace and all intermediate heat transfer stages between deforming operations have been conducted. Rigid viscoplastic finite element method has been utilized for coupled thermo-mechanical analysis of the processes. Modeling of punching the wheel bore has been carried out using Cockcroft and Latham fracture criterion. Evolution of thermo-mechanical parameters at selected points within the workpiece has been studied in detail. The method of simulating the effects of various process parameters has been explained using relevant mathematical relations. This study shows that design, optimization, and analysis of process perturbations for multi-stage railway wheel manufacturing process can be done efficiently in three-dimensional finite element simulations instead of conventional time and cost intensive trials. It might be necessary to use the results of finite element analysis in shop-floor to enhance productivity and reduce wheel rejection.     

接触分析在车轮弯曲疲劳有限元分析中的应用

利用有限元接触分析方法,建立车轮、试验轴、螺栓连接件的有限元模型,施加合理的载荷与边界条件,模拟车轮弯曲疲劳试验。通过有限元分析软件ANSYS,建立模型、设置接触对与相关参数,得出车轮高应力区域与各应力值。运用疲劳寿命计算理论中的名义应力法及ANSYS软件估算车轮疲劳寿命,且两数据基本一致。与车轮弯曲疲劳试验结果比较表明:在疲劳寿命计算理论与ANSYS软件估算的疲劳寿命内车轮均没有破坏。从而验证了运用接触分析有限元法预估车轮寿命的有效性,为以后的结构改进起到了指导作用。     

基于Ansys Workbench的矿井架空乘人装置驱动轮支架的有限元分析

应用参数化设计软件Pro/E对架空乘人装置的驱动轮支架进行三维建模,将建好的模型导入AnsysWorkbench软件进行有限元分析,并以此为依据对驱动轮支架进行改进设计,再对改进后的支架进行有限元分析。改进前后的有限元分析结果对比显示,改进后的零件机械性能得到提高,为提高矿井架空乘人装置的可靠性提供了参考。     

基于ANSYS Workbench铝合金车轮弯曲疲劳性能的分析

通过三维软件SolidWorks建模,并且运用ANSYS Workbench进行铝合金车轮弯曲疲劳性能的有限元分析,通过仿真得到弯曲疲劳寿命云图及安全系数云图,所得分析数据与实际试验数据相对比,证明有限元分析的可靠性,为铝合金车轮的开发设计提供了理论依据。     

基于有限元法的风力发电机塔架模态分析

针对某大型风力发电机组,通过ANSYS有限元软件对其建立有限元模型,对风力发电机塔架进行模态分析,确定其固有频率和振型,比较塔架的固有频率与风轮的工作频率或风轮3倍的工作频率之间的相对差,计算结果表明,塔架为刚性塔,不会与风轮产生共振,且弯曲振动为塔架的主要振动形式,为作进一步的动态分析提供了理论依据。