渐变刚度钢板弹簧的非线性有限元分析

针对传统的钢板弹簧设计计算方法难以考虑钢板弹簧实际的工作状况,综合考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、各簧片及垫片之间的接触和摩擦等非线性因素,基于有限元分析方法对某汽车后悬架渐变刚度钢板弹簧的刚度及强度特性进行分析。其刚度及强度试验结果表明,考虑非线性因素后建立的钢板弹簧有限元模型精度比较高。在模型验证精确的基础上,利用瞬态动力学分析方法求解钢板弹簧在简谐载荷激励下的动态响应,获得其动态特性随激励载荷频率与幅值的变化规律。该建模方法能有效地模拟钢板弹簧实际工作状态,可为钢板弹簧结构进一步的优化提供前提。     

关节式火车煤采样机动应力特性研究

为研究关节式双动火车煤采样机工作装置的动应力特性,保证其工作的可靠性,根据实际采样要求,设计了一条采样头末端点的运动轨迹,采用解析几何法建立了工作装置的运动学正、逆解模型,以MATLAB计算得到的旋转马达角位移、液压缸位移与插入阻力为驱动,在ADAMS中对双动采样过程进行仿真,得出工作装置在采样过程中所受载荷随时间的变化曲线,将动态载荷作为负载,利用ANSYS Workbench进行瞬态动力学分析,得到工作装置的动应力特性。结果表明,工作装置在整个采样过程中满足强度要求,可为结构的优化设计提供理论依据,并对分析实际工况和受力情况复杂的机构强度有一定的指导意义。     

柴油机连杆的动态应力分析及优化设计

根据连杆在柴油机工作过程中的受力特性,建立某型柴油机连杆的有限元模型.基于瞬态响应特性分析理论,利用有限元分析软件ANSYS计算出连杆在一个运动周期内的应力分布曲线.分析过程中,借助于函数进行相关载荷的动态施加,使得计算结果更具真实性.并基于优化设计理论和瞬态分析结果对连杆进行优化设计.结果表明:该型柴油机连杆满足强度、刚度的要求;优化设计后,连杆的质量可减少18％.     

基于多学科仿真的大型正铲液压挖掘机工作装置动态强度研究

针对大型正铲液压挖掘机工作装置结构强度的评估问题,对大型正铲液压挖掘机工作装置的结构强度进行了研究。采用离散元技术对铲斗挖掘力进行了研究,得出了工作装置斗杆挖掘等挖掘工况的动态挖掘阻力。基于MSC.Adams建立了工作装置刚体模型和刚柔耦合模型,运用刚体模型进行了工作装置最大挖掘力普查研究。最后在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加动态挖掘阻力,进行斗杆挖掘,分析了工作装置的结构强度;同时在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加静态的最大挖掘力,分析了工作装置的结构强度。研究结果表明,工作装置的静态仿真存在着局限性,不能全面地反映工作装置的结构强度情况,并证明了动态仿真研究的重要性,初步探究了挖掘姿态、工作负载与结构强度三者之间的关系,为大型液压挖掘机工作装置的设计提供了具有价值的参考。     

基于响应面法的反铲液压挖掘机工作装置多目标优化设计

为提高反铲液压挖掘机工作装置的综合性能,综合考虑理论挖掘力、静态强度、动态性能的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了多目标优化设计。在Ansys Workbench中对工作装置进行了强度分析和模态分析。使用最优拉丁超立方试验设计和响应面法建立了动臂强度、斗杆强度、工作装置质量、1阶模态、2阶模态的近似模型,提高了优化效率。使用NSGA-Ⅱ算法对工作装置进行了多目标优化设计,获得了Pareto解集。优化结果表明在满足约束的情况下工作装置质量下降、动态性能提高、理论挖掘力增大,提高了工作装置的综合性能。     

振动流化床结构动态分析

振动流化床是一种将振动能量施加到普通流化过程中的振动机械。振动的引入可以提高床层的均匀稳定性并改善流化效果,但振动对于结构的动态特性和强度提出了更高要求。在此背景下,建立某振动流化床的三维结构模型,利用有限元软件进行模态分析,获得各阶固有频率及振型,并根据动态仿真所获得的结果进行瞬态分析,对结构薄弱部分进行加强并对比加强前后应力分布情况,为振动流化床的设计提供了一定的参考。     

载重车车架的有限元分析和优化设计

利用有限元分析软件MSC.Nastran对载重汽车结构进行静强度及动态特性分析,揭示车架应力、变形规律及动力特性.根据分析结果确定了车架改进和优化设计方案.     

液压挖掘机工作装置的动态仿真分析

针对国内某款大型正铲液压挖掘机工作装置的结构强度问题,运用CAD/CAE刚柔耦合建模技术,并结合了UG、Hyperworks、ADAMS等多款软件,建立了挖掘机工作装置的动力学模型。根据挖掘机实际实况定义了工作装置的作业动作,并结合了EDEM实际挖掘负载与斗杆最大挖掘力普查的最危险工况,进行了液压工作装置的挖掘动态仿真。验证EDEM实际工况与普查的最危险工况下,工作装置结构的合理与可靠性,测出了工作装置的应力集中点,工作装置最危险的静态位置与各交接节点的受力,为工作装置的尺寸优化与拓扑优化奠定了基础。     

8吨挖掘机工作装置的有限元分析与优化设计

为减少某型号8吨反铲液压挖掘机工作装置的制造成本,在综合考虑多种典型工况、理论挖掘力、静态强度的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了轻量化设计.分析与计算了挖掘机工作装置在五种典型工况下的挖掘力,并通过有限元分析软件ANSYS中对工作装置进行了静力学强度分析.采用ANSYS、MATLAB与导重法相结合的方法对挖掘机工作...     

挖掘机工作装置有限元分析

结合挖掘机实际工作工况对挖掘机工作装置在三种不利工况下进行了三维有限元分析,得出了其应力应变分布图,结果表明,工作装置最大应力在挖斗以及大臂处,此处即工作装置最容易开裂的部位,这一结论与挖掘机工作装置在挖掘作业使用时的实际情况相吻合。运用遗传算法对挖掘机尺寸进行优化改进。所得到的结论对挖掘机工作装置失效分析、寿命评估及结构优化设计具有一定的参考价值。     

基于极限轨迹的挖掘机工作装置动力学分析

针对液压挖掘机工作装置动态特性研究的问题,提出了一种工作装置铰点力动力学分析方法。采用理论挖掘力计算模型,分别计算得到了沿铲斗挖掘与斗杆挖掘两条极限挖掘轨迹上的理论挖掘力分布;通过对工作装置三维模型的合理简化,建立了其动力学仿真模型;通过对比仿真轨迹中最大挖深点与其实际坐标位置,验证了动力学模型的正确性;分别以铲斗挖掘力和斗杆挖掘力为载荷,进行了两条极限挖掘轨迹的动力学仿真。研究结果表明:工作装置铰点力在挖掘过程中随理论挖掘力而进行动态变化;该研究结果为液压挖掘机工作装置动态特性的研究及动应力分析提供了理论基础。     

本期导读

正基于MSC.Marc的固体发动机喷管非线性瞬态热结构耦合分析P6热结构设计是固体发动机结构设计的重要部分,设计中需要考虑发动机结构在内部高温高压燃气作用下的传热、烧蚀、碳化、强度、刚度等问题。利用MSC.Marc软件对喷管进行了非线性瞬态热结构耦合分析。获得了喷管结构在工作过程中的温度和应力分布、零部件粘接界面工作情况、预留热膨胀间隙变化规律等。计算结果表明,依据常规设计方法设计的喷管方案结构质量有较大设计余量;喉衬与相邻材料的胶粘面在喷管工作     

基于真实载荷的挖掘机工作装置瞬态动力学分析

用有限元法对挖掘机工作装置进行瞬态动力学分析,以6 t小型挖掘机工作装置为研究对象,针对斗杆液压缸驱动铲斗撞击地面工况,用压力传感器、位移传感器测试出撞击过程各液压缸工作腔压力和位移变化曲线,以所获各液压缸位移变化曲线和最大理论撞击力为驱动,用动力学仿真软件ADMAs对挖掘机撞击过程进行仿真,得出各铰销点在撞击过程中所承受载荷的变化曲线,采用测试所得各液压缸的驱动力验证仿真结果的准确程度.进一步将各铰销点受力的仿真结果作为工作装置的负载,对工作装置进行瞬态动力学分析,对比仿真计算与应力测试结果表明,对应测点的应力变化趋势基本一致,误差在10%以内,可为结构优化设计提供依据.     

液压挖掘机工作装置复合动作时动力学仿真分析

复合动作是液压挖掘机常用的挖掘方式。文中用Pro-E对液压挖掘机进行了三维建模,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。通过对工作装置在复合工作时的动力学分析,得到了挖掘机的动臂、斗杆、铲斗等主要铰接点力的特性曲线,揭示了挖掘机挖掘工作过程中各构件的动力学特性规律,为进一步分析挖掘机的结构特性和应力分布提供了结构件的载荷分布情况,从而为挖掘机的设计提供理论依据。     

机载SAR天线稳定平台结构动态特性与动强度分析

天线稳定平台是机载SAR系统的重要分系统之一.其结构的动态特性和动强度能够满足载机安全性要求是结构设计的关键,同时,结构的动态特性还对SAR系统的成像质量产生较大影响.以天线稳定平台结构为研究对象,运用有限元软件ANSYS对其进行模态与瞬态分析,给出了不同设计方案的动态特性和动强度.为平台的系统设计及结构的优化设计打下了基础.     

基于代理模型的破拆机器人臂架结构优化设计

臂架结构是破拆机器人重要的工作装置,为提高破拆机器人臂架结构的性能,综合考虑整个臂架结构的静态特性以及动态特性指标,对其进行多目标优化。首先,确定了臂架结构最危险的工作姿态,并对其进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析;其次,建立了臂架结构总质量、最大等效应力、最大变形及臂架端部Y向最大频率-位移响应的代理模型;最后,使用NSGA-Ⅱ算法对建立的代理模型进行了多目标优化。优化结果表明,在臂架结构总质量不变的情况下,臂架结构的静强度、静刚度及动刚度均得到了改善,破拆机器人臂架结构的综合性能得到了提高。     

船用超声液位传感器的压电陶瓷瞬态特性分析

为解决传统解析法难以求解压电陶瓷瞬态特性的问题,将有限元方法引入到压电陶瓷瞬态特性分析中去.介绍了压电陶瓷瞬态特性分析的有限元理论,提出了有限元计算过程中的5个关键问题的解决方法,并从给出压电陶瓷实例出发进行了仿真试验,比较了不受约束力和受环状压应力两种结构形式下压电陶瓷的发射和接收特性.研究结果证明,环状分布压应力有...     

装载机工作装置钢结构强度计算方法研究

多年来，对装载机工作装置钢结构载荷和强度的计算一直采用典型工况方法，研究结果表明，这种方法不能真正和全面反映结构在多种复杂工况下的最大应力状况。文中提出作业仿真的方法，在对不同作业方式和载荷形式进行仿真过程中，对工作装置钢结构多个指定部位采用常规力学方法进行应力普查分析，然后将分析结果作为评判依据，从中选出对钢结构强度影响最大的工况和载荷，作为下一步有限元分析的工况和载荷。结果表明，使用作业仿真进行普查分析的方法比传统的典型工况方法更具全面性。     

单斗挖掘机

GJ20053091 液压挖掘机工作装置动应变的实验研究 [刊,中]/杨为…//工程机械.—2004,35(11).—15～19为进行液压挖掘机工作装置的瞬态动态特性研究,对该结构进行了动应变测试。根据箱形断面在各种外力作用下的应力分布特点,在动臂、斗杆、动臂液压缸、斗杆液压缸等处布置了38个测点,依次采     

异型高处作业吊篮检测架动态特性与瞬态响应分析

建立了异型高处作业吊篮检测架有限元计算模型,对检测架进行模态分析,获得检测架前8阶固有频率以及振动特性;同时对异型高处作业吊篮检测架进行瞬态响应分析,通过研究荷载起升瞬间所产成的动态响应,揭示了测试架在起升冲击荷载下的应力和位移随时间变化的规律,进而分析检测架结构在动态冲击下的影响,由此可发现结构潜在的设计缺陷,为检测架的进一步结构优化提供科学依据.