有限元分析在结构设计中的应用

首先介绍了有限元在结构设计中的应用现状，提出了以CAE工具为主导的设计开发理论，然后详细介绍了作者在设计中利用ANSYS进行设计的过程，最后对设计的方法进行了全面总结，强调以CAE为主导的设计开发过程。针对现有软件相互兼容性差的现状，提出了利用ANSYS二次开发语言APDL实现CAD与CAE外部集成的可能性与可行性。     

35m门式起重机结构设计及有限元分析

对门式起重机进行了简要的概述,设计了一种跨度为35m的单梁桁架式门式起重机,根据相关规范对门式起重机的荷载进行计算,确立了门式起重机的6种荷载工况,通过ANSYS分析得知结构参数符合规范要求。     

一种天线支架的结构设计及有限元分析

结合某型接收天线使用要求,设计了一型天线支架,并对其进行有限元分析。分析在12级风作用下天线支架的应力和变形,确定了具体的设计参数,实现了结构安全可靠和轻量化。所提方法适用于天线支架的静力学分析问题,可为同类型设计提供参考。     

架桥机结构设计的有限元分析

1结构及工况分析 1600t架桥机（以下简称架桥机）主要由门式架梁机、下导梁及联系梁、托架支撑系统、吊具等4大部分组成。     

自适应回弹填料密封结构设计及有限元分析

针对传统填料密封结构刚性不足和径向力与压盖距离呈指数规律递减的现象,开发了一种自适应回弹填料密封,即在填料中增加开口空心金属环作为支撑件。通过有限元分析得出此密封结构弥补了传统填料密封的缺点,增加了石墨填料密封耐高压的效果,同时可以增加径向力,降低预紧力,在某些工况下可以取代机械密封。     

一种复合机器人结构设计与有限元分析

复合机器人是集成了工业机器人和移动机器人各自的优点,在各自的基础上进一步发展出现的新产品。该文首先介绍工业机器人和移动机器人的特点、复合机器人具有的优势及复合机器人的发展现状,然后根据具体的设计需求确定复合机器人的整体结构、关键技术指标。通过对复合机器人组成的各个功能模块进行具体的设计分析和功能分析之后确定相关的研发策略,其中工业机器人采用已有成熟产品进行应用。对于中间控制箱体中的焊接框架,作为复合机器人的主要承载部件和关键零部件,详细分析了其受力情况,利用SolidWorks软件自带的有限元工具进行了静力学的仿真校核,从理论上给出了结构设计的可靠性和用螺钉连接安装方式的稳定性后,通过详细设计,研制复合机器人的样机并将样机按对应的需求指标进行实验测试,进一步验证该复合机器人设计的可行性。通过市场推广在CNC上下料行业的实际应用证明,该复合机器人能够有效地提高生产效率,降低工人劳动强度,具有较高的使用价值。     

液压绞车结构设计及其有限元分析

采用三维设计软件对一款液压绞车进行了结构设计,介绍了其工作原理。通过对液压绞车的强度和刚性分析,得出其卷筒为关键结构件。采用ANSYS有限元软件对液压绞车中的卷筒进行了三维建模和应力、变形研究。通过有限元分析,说明了该液压绞车中卷筒的机械结构强度及刚度符合要求。     

MARC有限元分析在轴结构设计中的应用

在利用有限元方法对轴易产生应力集中的部位进行了细致地建模，通过计算得到了轴的结构应力分布规律、变形量；通过对危险截面的强度校核验证了原设计方案的可靠性，从而为该轴方案的最终确定提供了理论依据，同时也为轴的结构设计提供了一种有效的方法。     

全地形车差速器壳体结构设计及有限元分析

差速器作为轴传动全地形车驱动桥的重要组成部件,其转矩分配特性和各构件的强度,直接决定着全地形车的转向性能、通过性和可靠性.针对某型400CC全地形车差速器壳体进行了结构设计,并在Pro/E中建立了差速器壳体的3D模型.对差速器壳体在三种不同工况下进行了有限元分析,分析结果表明差速器壳体的强度和刚度是足够的.     

某星载天线结构设计与分析

天线作为一种能接收和发射电磁波的装置,其性能在很大程度上影响着航天任务的执行效果。文中根据航天器的任务需求以及火箭发射主动段复杂的力学环境、在轨情况下的热真空环境等空间环境条件,设计了一种星载螺旋天线,并分别从结构静强度、动强度和动刚度等方面进行了力学仿真,对基频和安全裕度进行了计算。仿真结果表明产品满足抗力学环境设计要求,且试验件通过了随机振动及热真空环境试验的考核。该天线结构形式简单、可靠,便于制造,有良好的空间环境适应性,尤其是对空间极端的高低温热环境有良好的适应性,对类似星载螺旋天线的结构设计具有指导意义。     

基于有限元的曲柄优化设计

首先建立曲柄的模型,然后进行模型的测量分析,产生特征参数,对曲柄外形尺寸进行灵敏度分析,找出对其影响较大的尺寸参数.利用可行性分析和优化设计,以曲柄重心和旋转轴重合(距离为零)作为目标函数进行优化设计.     

传动轴的有限元分析与设计优化

采用集CAD与CAE一体的设计方法进行产品设计,可减少实物模型和样机的投入,避免设计缺陷,缩短产品开发周期,降低产品开发及制造成本。文中利用Pro／ENGINEER的CAE模块MECHANICA进行传动轴的强度和刚度校核,对相关设计参数发生变化引起的强度和刚度变化做了敏感度分析,还通过优化分析得到了最佳设计参数,为工程实践提供了一个可供借鉴的CAD／CAE案例。此外,用Mathcad对有限元分析结果加以计算验证,保证了设计的可靠性。     

整体式圆锯片的设计与有限元分析

针对沙生灌木切割时存在的变形、振动等,设计建立整体式圆锯片的有限元模型,采用ANSYS软件对其进行静力分析和模态分析,得到圆锯片在转速1 910 r/min下的应力、变形分布云图以及前4阶固有频率和振型。分析表明:圆锯片最大变形为4.02×10-2 mm,相对结构尺寸可忽略,工作应力最大为11.313 Mpa,远小于材料的屈服极限785 Mpa;最低固有频率为299.2 Hz,远高于圆锯片的转动角频率,其工作稳定可靠,具有良好的动态特性。     

基于有限元的斜齿轮设计分析

首先对斜齿轮的轮齿进行参数设计,然后利用ANSYS对其建立三维模型,并加约束条件和载荷对其进行有限元分析,验证斜齿轮在外载荷情况下的应力,为齿轮设计提供了科学依据。     

压槽机的设计和有限元分析

文中论述了压槽机的设计过程,为增加设计的可靠性,在设计过程中,对关键零件进行了三维建模,对主要受力对象进行了有限元分析,并给出了分析结果。     

装载机动臂设计及其有限元分析

以ZL50轮式装载机工作装置动臂为研究对象,计算动臂铰点和确定动臂结构形式,完成了该装载机的动臂设计,建立动臂三维实体模型。分析动臂不同工况,利用ANSYS对其进行有限元分析。获得结构的应力分布云图及变形云图,指出了动臂中的危险点和应力集中。     

风力机叶轮设计与有限元特性分析

以NACA4412翼型为叶片截面形状,基于葛劳涡(Glauert)理论,利用有限元方法对叶轮在不同气动载荷下的转矩和功率特性进行了研究。计算结果表明,叶片微元的功率随着叶片半径的增加而增加,驱动叶轮旋转的动力主要产生于叶尖附近;整个风力机的转矩和功率均随着风速的增大而增大且与理论公式计算结果基本一致;通过有限元方法验证了所设计叶轮的最佳尖速比为6,证明了所使用有限元法的有效性和可靠性。研究结果为叶片的优化设计与加工提供了参考,具有实际应用价值。     

饲料冷却器格栅的有限元分析与优化设计研究

饲料冷却器是降低热饲料温度的一种换热器,格栅作为饲料冷却器中的主要结构,主要起到支撑冷却器以及排料的作用。在饲料的生产加工过程中发现,由于饲料冷却器三层格栅的变形不匹配,容易导致冷却器中的饲料发生卡料现象。通过对饲料冷却器的现场测试,获得了各层格栅的变形及平均应力分布情况。根据测试得到的数据,运用ANSYS有限元程序反推格栅各层的载荷分布规律。在此基础上,对格栅结构进行了改进设计,改善了饲料冷却器的卡料问题。     

起重机横梁有限元分析与结构优化设计

文章分析了起重机横梁传统结构力学方法.在简化焊接部件和相关配件结构基础上.利用sohd-Works建立横梁三维模型.并利用嵌入式软件COSMOSXpress对模型进行线弹性静应力有限元分析.分析表明:横梁的最大等效应力96.584MPa,位于轴孔面的内侧点,最小等效应力位于横梁端面;横梁的最大综合位移0.3589mm,发生在连接板中轴线上;分析数值与许用参数相比存在较大盈余.在此基础上采用安全系数2.0对横梁结构优化设计,得到箱形横梁质量171.149kg,比原设计降低7.2%;最大综合位移0.4714mm,远小于壁厚5mm.根据力学分析以及宽厚比、高厚比的稳定性校核,验证了优化设计的可行性.     

料仓结构的有限元分析与优化设计

假定料仓内散体是服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性介质[1],散体与仓壁之间的摩擦属于Coulomb摩擦接触问题.通过ABAQUS有限元软件对料仓在静载作用下进行应力分析,将有限元分析的结果与实际测试结果相校核,在此基础上得到料仓的力学性能,进而优化设计.