基于Optistruct的云粒子组合探测器改装结构优化设计

针对云粒子组合探测器改装结构布局形式多、质量偏大等问题，对某试验机的云粒子组合探测器改装结构采用了拓扑-尺寸联合优化设计方法，探索改装结构的最优结构布局及最小质量尺寸。采用变密度法对改装结构进行拓扑优化，获得了最优的结构布局形式和最佳的传力路线；以最小质量为目标函数，在满足强度和刚度的约束条件下，对结构的厚度参数进行了尺寸优化，使结构质量减轻了22.33%，减重效果明显，验证了拓扑-尺寸联合优化设计方法在试验机改装结构设计的有效性。     

大型矿车发动机橡胶悬置静、动态刚度特性研究

大型矿车的发动机质量巨大、安装方式独特,对其发动机悬置的静、动态刚度特性进行研究具有重要意义。采用显式有限元计算方法对大型矿车的发动机橡胶悬置进行了静、动态刚度特性分析,并在试验台上进行试验来检测数值仿真的精度,结果表明:大型矿车发动机悬置的静刚度仿真测试相对误差在8%以内、动刚度仿真测试相对误差在15%以内,这说明仿真与测试结果较为吻合,可以在结构设计阶段通过数值模拟的方式预测其静、动态刚度特性。研究结果对大型装备悬置系统的结构设计、缩短研发周期以及预防振动噪声具有参考价值。     

基于设计敏度的试验机过渡段结构优化设计

针对试验机机头改装过渡段结构的可优化空间,讨论了基于设计敏度和近似模型的结构优化流程。在保证过渡段各零件拓扑结构的基础上,将上述优化方法应用于过渡段主承力结构的尺寸优化中,在不降低结构强度、关键位置位移、稳定性、固有频率等关键指标上,使结构质量降低了19.76%,表明该优化方法切实可行,是进行后续试验机改装结构精细化设计的有效途径。     

星载波导裂缝天线的动态响应特性研究

动态响应分析是星载结构力学响应分析的重要组成部分。以星载波导裂缝天线为研究对象,采用通用大型有限元分析软件ABAQUS,建立了天线的力学仿真模型,进行了模态分析,得到了结构的固有频率及振型。采用LMS Test.Lab软件进行了模态试验,实测天线结构的固有频率和振型,并与有限元仿真结果进行了比较,验证了计算模型的准确性。基于模态仿真与试验结果,对天线结构进行了随机振动分析,得到了相应的结构强度、刚度响应和安全裕度数据。结果表明,力学仿真模型准确,该天线的结构设计满足星载环境设计要求。该仿真分析及模态测试对天线的结构设计有着重要的意义。     

直升机金属平板入水冲击仿真及修正

以直升机典型金属平板结构为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉方法(ALE),对平板的垂直入水冲击过程进行数值仿真计算;同时通过着水试验对仿真结果进行验证;基于试验结果对水体模型参数进行修正,并对修正后的仿真结果进行验证,结果表明修正后计算结果与试验值吻合较好。     

考虑静强度要求的旋转直板叶片试验模型相似设计方法

针对旋转直板叶片动力学相似试验模型的设计问题,提出一种考虑满足静强度要求的相似模型设计方法。以叶盘和单个直板叶片固联组成的旋转结构为研究对象,应用板壳振动理论建立振动方程,并将旋转直板叶片所受惯性力和气动力等效为作用在旋转叶片上的静态外载荷。在对叶片进行应力分析得到强度设计准则的基础上,采用方程分析法建立动力学相似关系。理论证明了当模型和原型的材料不同时,须采用不完全几何相似的试验模型才能满足强度要求的结论。并通过设计实例,采用数值仿真的方法验证了所提出考虑满足静强度要求的动力学相似模型设计方法的有效性和正确性。该研究结果为旋转直板类构件动力学相似模型的设计进行理论补充。     

拖曳水池拖车结构方案设计

为了生成拖曳水池拖车的三维实体模型,以验证拖车的主要结构设计参数,提出了一种应用于大型水池的的拖车结构,介绍了拖车系统基本组成,分析了利用拖车进行船模试验的主要工作流程,根据实际试验要求设计了拖车的运行参数,运用三维设计软件CREO2.0,建立了基于参数设计的拖车三维实体模型。基于建立的三维实体模型,采用有限元分析软件Abaqus对拖车主梁及中央侧桥的静刚度及强度、固有频率等展开了仿真分析,并对被试品由水下阻力产生的倾覆力矩进行了校核计算。研究结果表明,该种拖车的结构强度及固有频率等指标均能够满足设计要求,并成功应用于某大学拖曳水池,运行效果良好。     

大型飞机机翼强度设计与验证技术

针对大型飞机结构设计特点,系统阐述了大型飞机机翼强度设计及验证中的主要技术思路、工作方法,包括应力仿真、强度分析、虚拟试验、强度验证等方面内容。本文的技术成果经过某大型飞机的试验验证,结果表明,这些思路和方法是合理、可靠的。     

试验机大型结构改装高精度装配技术研究

针对试验机改装大型结构装配的精度与效率问题,采用激光测绘与逆向建模技术保证改装结构与原机结构的良好贴合,运用数字化型架设计技术确保复杂结构的组铆装配的精度,通过两用对接标工及其数字化协调技术实现大型结构的一次性对接。并验证该技术能够提升试验机改装结构装配质量和效率,可以为后续试验机结构改装提供参考。     

基于强度场的八球万向节内套结构与静强度设计匹配研究

为了对八沟道等速万向节内套进行结构和静强度设计,从钢球选型出发,对八沟道等速万向节内套进行了结构参数正向设计.对内套危险截面进行了全场静强度设计,以理想静强度场为目标,定量匹配了危险截面静强度的材料、热处理,并对全场静强度设计进行了定量评价.使用MTS静扭转试验机对等速万向节总成进行了静强度扭转试验,并用显微硬度计对内...     

基于有限元的AGV保险杠疲劳试验机联合仿真分析与优化

针对一种新型疲劳试验机的施力机构实际使用工况,对其疲劳性能进行了仿真分析,通过使用ANSYS和Ncode联合仿真分析,得到施力机构缺口位置的静强度和疲劳寿命数值,并在此基础上对现有结构进行优化.结果表明,通过优化大大降低了缺口处的应力集中,对于试验机的设计生产具有一定的指导作用.     

抬车方法对车体强度影响的试验研究

轨道车辆在投入运营前需通过静强度试验来验证其结构强度和刚度是否满足设计要求。针对EN12663标准中的抬车试验,采取两种试验方法验证了支撑点上升和下降对车体强度的影响,并借助仿真结果进行了对比验证,结果表明：仅在车体一端(或一侧)的抬车位处进行支撑点上升和下降即可以满足静强度试验的要求,不影响对车体强度的判定。     

船舶应急拖带装置强度试验机的研制

设计了一种船舶应急拖带装置强度试验方法。为简化试验机结构,提出将被试导缆孔及拖缆/防擦链整体旋转30°以实现拉力平面与水平面的重合,并将强力点单独进行试验,给出了相应的试验流程。按照设计试验方法及应急拖带装置型式试验和出厂试验的要求,进行了试验机总体设计、结构件-混凝土复合式机身设计、双缸同步加载系统设计、拖缆（钢丝绳）夹持单元设计等工作,研制了由T形结构试验机基础平台及各种夹持单元组成的应急拖带装置强度试验机。利用研制的试验机进行了试验负荷为2MN的某型艉部应急拖带装置的强度试验,试验结果证明了提出的应急拖带装置强度试验方法可行,研制的试验机结构合理、可靠性好、试验精度高。     

基于虚拟样机立式电机有限元结构分析与优化

大型立式电机是重要的生产动力设备和辅机设备.对于此类设备的结构设计,必须考虑运行时的实际工况载荷,进行详细的结构力学分析,使结构设计安全可靠.文中首先基于三维CAD(computer aided design)技术和虚拟样机技术, 建立某大型立式电机的实体模型和虚拟样机模型,然后借用大型有限元分析程序NASTRAN,对该设备的运动学、动力学性能进行数值模拟分析.进行电机模态试验,试验结果验证虚拟样机模型和数值模拟的有效性.结果表明,系统不会发生共振,强度、刚度满足设计要求.最后,在力学分析的基础上对结构进行优化,为该设备的开发和改进提供参考.     

发动机冷却系统的设计研究

冷却系统是车辆动力系统性能的关键因素,通过对冷却系统散热量和内部结构的计算,建立散热器的结构模型。基于多孔介质方法,采用CFD方法对散热器进行数值仿真分析,根据仿真结果对散热器结构进行优化设计,通过样机的试验,验证散热器结构设计的合理性,为后续的设计优化提供理论依据。     

车辆车体静强度仿真试验对标技术研究

为了满足产品设计指标提升对轨道车辆车体仿真精度越来越高的要求,需要开展车体仿真试验对标技术研究,通过模型修正等手段逐步提高仿真精度,最终实现仿真代替试验。本文针对某型不锈钢城轨车辆头车,依据EN 12663-1:2010+A1:2014标准P-Ⅲ等级对车体结构进行静强度有限元计算和静强度试验。选取试验结果中利用率前20的测点,对比试验结果与仿真结果,对误差率超过20%的测点分析其原因,并对有限元模型进行修正,最终减小了仿真与试验之间的误差。     

液压制动软管挠曲疲劳试验机直线定位系统

介绍了一种采用伺服系统控制液压制动软管挠曲疲劳试验机直线运动的结构及仿真模型,并采用试验测试与Matlab仿真相结合的方法完成系统建模,确定仿真参数。通过对试验机直线定位系统的实际试验与仿真,得出试验数据和仿真模型,验证了该方法的有效性和实用性。     

航空发动机双转子轴承试验机主轴动静态性能分析

根据航空发动机轴承试验机的技术指标研制了专用的航空发动机双转子轴承试验机,应用ANSYS Workbench有限元分析软件对试验机主轴进行了动静态性能分析。将轴承支承刚度等效为弹簧刚度,得到了主轴的强度、静刚度、固有频率和振型;并对主轴临界转速进行理论计算,验证了有限元模型的正确性及主轴结构设计的合理性。     

电机轴滚花过盈配合数值模拟与试验研究

针对一种通过滚花过盈配合实现电动机刚性连接的方法进行了数值模拟分析与试验验证研究。首先建立了滚花过盈配合的三维装配模型,通过有限元方法建立了数值仿真模型,对试验部件的压入过程进行了重点分析,并利用压力试验机进行了验证试验,通过对压装试验和仿真分析的结果对比,验证了仿真模型的有效性;然后利用仿真模型,进一步分析了滚花过盈量和导向轴段过盈量对压装力以及可以传递的最大转矩的影响。所使用的方法为分析研究滚花过盈配合提供了一个有效的手段。     

基于多性能约束的连续体结构拓扑优化设计

为了满足多性能指标要求,提出一种考虑静强度和疲劳约束的连续体结构拓扑优化设计方法。以带符号的von Mises应力的幅值和均值绝对值之和评定结构静强度,采用修正的Goodman疲劳准则评价结构疲劳强度,将结构静强度和疲劳约束分别转化为不同的应力约束,再采用P范数对单元应力进行近似最大处理,将局部约束转化全局约束。采用材料属性有理近似模型,以结构体积最小化作为优化目标,建立考虑静强度和疲劳约束的结构拓扑优化模型;采用移动渐近线算法求解基于多性能约束的拓扑优化问题。数值算例结果表明,所提设计方法获得的拓扑结构能够同时满足静强度和疲劳性能要求。