井架主梁缺陷的随机有限元及扩展有限元分析

针对石油井架使用过程中出现主梁应力集中,影响井架的安全性及可靠性的问题,以K型井架为例,将主梁强度的降低以及腐蚀磨损等效为主梁截面的减小,采用随机有限元方法进行了参数敏感性及可靠性分析。采用扩展有限元方法进行了主梁断裂缝面的扩展以及主梁结构强度的分析。结果表明:主梁缺陷的存在会明显降低井架的可靠度,导致井架主梁应力集中问题更加严重。裂纹尖端的应力集中是造成主梁裂纹面扩展的主要因素,而且裂缝面的存在会直接改变其周围的位移分布。根据研究结果,可以更好地预测主梁缺陷对于井架可靠度的影响,以及为主梁裂缝面扩展的评估提供依据,从而降低井架安全事故的发生。     

基于热点应力法的桥式起重机主梁焊缝疲劳寿命分析

针对在起重机初期设计阶段由于实验数据短缺而难以快速准确地预测结构疲劳寿命的难题,依据IIW标准,应用热点应力法,用Marc进行桥式起重机主梁焊缝有限元应力分析.分析结果表明,应用热点应力法和有限元分析相结合的方法计算焊缝疲劳寿命简单可行,可实现在产品设计阶段有效地预测焊缝应力的分布,降低焊缝应力峰值,从而可有效地防止或延缓局部焊缝开裂现象发生.     

汽车起重机车架通用参数化建模和分析系统

针对采用不同主梁截面及主梁与固定支腿连接方式的汽车起重机车架,提出车架的通用几何模型,基于MSC Patran的PCL和Delphi 7.0开发汽车起重机车架通用参数化建模与分析系统.以QY100汽车起重机车架为基础,实现3种不同类型车架的参数化有限元分析并进行对照.该系统对系列化车架的设计与分析具有实用价值.     

尾段主梁刚度变化对T型尾翼颤振特性的影响

由于T型尾翼结构和气动布局的特殊性,其颤振特性的分析比较复杂.T型尾翼安装在机身尾部,这体现在有限元结构模型中即为T型尾翼与尾段主梁相连接.为了研究尾段主梁的刚度变化对T型尾翼颤振特性的影响,以某T型尾翼飞机的尾段为研究对象,根据其原始刚度,分别改变其垂直弯曲刚度和扭转刚度,并计算分析相应刚度下的固有振动特性与颤振特性.最后分别以这两个刚度为变量,另一个刚度的原始值为常量进行分析.结果表明尾段主梁的刚度变化对垂尾弯扭耦合颤振的影响较为显著.     

典型钢混Π型主梁断面的涡振特性及其响应预测研究

为研究Π型主梁断面的涡振特性及预测其响应,以某大跨钢混Π型梁斜拉桥为背景,在风洞中测试了不同质量与不同阻尼比的主梁涡振特性,通过自由振动试验识别了主梁的动力参数,并提取了不同风速下主梁的幅变阻尼比及幅变频率.进一步,基于幅变气动导数建立了主梁的涡激力模型,同时通过涡激力模型实现了不同阻尼比下主梁涡振振幅及涡振区间的预测.研究结果表明,钢混Π型主梁在不同风速范围内竖向模态参数呈现不同的发展规律,可划分为5个风速区间;基于Scanlan自激力模型建立了只包含H^*₁和H^*₄两个气动导数的涡激力模型,通过与风洞试验的涡振振幅和涡振区间结果进行对比,验证了涡激力模型及其涡振气动导数方法的正确性,同时与不同阻尼比下的风洞试验结果对比,验证了该涡激力模型具有普适性.研究结论可为Π型主梁断面的涡振机理与涡激力模型的建立提供参考.     

MSC Nastran优化功能在结构强度设计中的应用

对某型飞机机翼主梁,以MSC Patran、 MSC Nastran为基本工具,对其结构进行优化设计. 优化后的结构重量、梁缘条面积、梁腹板厚度满足工程实际要求;通过有限元分析,翼尖扰度也满足变形要求.     

桥梁工程ANSYS优化设计问题分析

新建桥梁的跨度在不断增大,桥梁构造形式也不断有创新,传统的设计方法很难准确地分析各种受力状态下的受力情况。在实体仿真分析上,ANSYS软件有很多优点,准确地仿真分析甚至可以取代模型试验而得到巨大的经济效益。在整体有限元计算的基础上,通过对某大跨度斜拉桥主梁的局部仿真分析,论述了仿真分析尤其是其在微机上实现的一般过程。     

基于Pro/MECHANICA的机床拖板有限元模态分析

本文介绍了基于Pro/MECHANICA的机床工作台拖板的有限元建模和分析过程,并将分析结果与常用的通用有限元分析软件ANSYS的分析结果进行了比较.通过比较得出结论:有限元工程师完全可以利用Pro/MECHANICA软件实现实体建模和有限元计算的无缝集成,并且能够保证有限元分析的计算精度,提高设计工程师的工作效率.     

大跨钢箱梁悬索桥地震响应有限元分析

根据某大跨钢箱梁悬索桥的设计图纸,采用ANSYS建立其有限元模型,采用壳单元对主梁进行模拟.通过不断调试找出最佳的主缆初始应力,完成悬索桥的初始找形分析.对悬索桥进行预应力模态分析,采用瑞利阻尼理论,通过悬索桥有限元模型的前2阶圆频率计算模型的质量阻尼和刚度阻尼.采用动力时程分析法对悬索桥进行地震响应有限元分析.结果表明:横桥向位移的最大峰值由横桥向地震波输入决定,纵桥向位移的最大峰值以及竖桥向位移的最大峰值主要由重力载荷工况决定,地震载荷工况对其贡献非常小.     

应用CAE技术进行空调管路的振动分析

利用美国PTC公司的Pro/ENGINEER软件建立某空调管路系统的三维模型,再利用美国ANSYS软件的专用Pro/ENGINEER接口将模型导入到ANSYS/Structurel软件中,应用ANSYS/Structurel建立该空调管路的有限元分析模型,计算出前20阶固有频率和振型,分析空调管路的固有动力特性.通过计算分析提出减少配管振动的设计方案,证明了应用ANSYS/Structurel软件的有限元技术进行空调管路减振的可行性.     

基于ANSYS的天车主梁结构设计及拓扑优化

为实现面向酿造工艺流程的智能天车主梁轻量化设计,本文首先根据天车实际运行工况得到主梁基本结构的参数,采用SolidWorks建立主梁三维模型,利用ANSYS Workbench对主梁在5种不同工况下进行静力学分析;其次在静力学分析基础上,采用变密度法对主梁进行拓扑优化设计,并对新型主梁进行静力学分析,验证了新结构的可行性;研究结果表明,优化后的主梁不仅满足强度刚度的要求,而且主梁质量减轻约11％,腹板质量减轻约23％,优化效果显著.     

大型桁架展开机构热控涂层设计和热变形分析

为控制大型桁架展开机构在低地轨道(Low Earth Orbit,LEO)上的热变形,建立相应的热分析有限元模型,提出3种热控涂层备选方案.根据不同方案计算出机构在LEO上运行4个周期的瞬态温度场,并以最后一个周期的瞬态温度场为基础计算机构的热变形.对热变形的结果进行比较,选取变形值最小的热控涂层方案进行优化,使3根主梁的温差达到最小,从而有效控制桁架展开机构的热变形.     

航空相机的模态分析及轴承模型的修改

为了研究航空相机的动态结构刚度,运用有限元分析和试验相结合的模态分析法获得系统的固有频率和模态振型.应用大型通用有限元软件MSC.Nastran/Patran建立了航空相机的有限元模型,分析得出该相机的固有频率和模态.利用有限元分析结果中的模态振型指导试验模态分析中测点位置的选择,通过试验测得相机系统固有频率的实际值,并与有限元分析结果进行比较,验证了有限元分析的合理性,确定相机结构达到了设计性能指标.在有限元建模中采用改进的线性轴承模型后,降低了系统的计算难度,使有限元分析结果与试验值更加接近.     

某轿车前后桥有限元模型分析及试验验证

利用轿车前、后桥的Pro/E三维数模建立其有限元模型,将CAD和CAE有机地结合在一起,提高建模效率. 同时,为了验证模型分析结果的精确度,对前、后桥进行自由模态以及静态加载试验,使该有限元模型能够作为其他工况分析的模型.     

龙门起重机械有限元计算及结构优化

利用ANSYS有限元分析软件对门式起重机不同工况的结构静强度和静刚度进行分析,并利用matlab遗传算法工具箱对一主梁结构进行优化,优化后的结构重新利用ANSYS建模并求解,得到优化后的结构静强度和静刚度。     

JIFEX--有限元分析与优化设计软件系统

JIFEX是大连理工大学工程力学系/工程力学研究所/工业装备结构分析国家重点实验室联合研制开发的具有自主版权的新一代有限元软件.它在MS Windows9X/NT平台上将有限元分析和优化设计与前后置处理集成一体,具有全新的图形交互式用户界面和实时的计算可视化,利用AutoCAD建立有限元模型并实现了全自动的网格和数据生成,是我国有限元软件研制开发和应用的新成果.     

直角复合梁压电俘能器多方向能量收集

提出了一种可进行多方向能量收集的直角复合梁压电俘能器。使用有限元分析法得到了直角复合梁压电俘能器的功率频响曲线,并与常规复合梁压电俘能器进行了发电能力比较研究,随后参数化分析了金属主梁长度和附加质量对直角复合梁输出功率的影响关系。结果表明,相比于常规的复合梁,直角复合梁压电俘能器可以进一步减小两个谐振频率之间的距离,并且在两个激励方向（x向和z向）有较高的峰值功率密度。x方向激励时,通过合理调节金属主梁长度和末端质量,直角复合梁压电俘能器可以得到两个更接近的峰值功率密度;z方向激励时,随着金属主梁长度和末端质量的增加,直角复合梁压电俘能器的峰值功率密度增加。     

有限元分析技术在冶金设备设计中的应用

本文以Autodesk ALGOR为基础,介绍有限元技术在冶金设备设计中的应用,并列举了由Autodesk ALGOR软件完成的分析实例,充分地说明了有限元技术可在冶金设备设计中发挥巨大作用。一、引言有限元技术从20世纪60年代出现,伴随着计算机技术的发展而迅猛发展。有限元技术的出现使得以前无法进行理论求解的复杂问题可以借助于有限元离散理论和计算技     

人体头颈计算机模型的建立与有限元分析

本文首先阐述了人体头颈有限元计算模型的建立依然是有限元分析方法解决生物力学问题过程中面临的难题.然后利用CT扫描技术,Mimics软件的自动建模功能和计算机软件Geomagic逆向建模方法准确地、快速地建立了人体头颈部的几何模型.最后在有限的计算机硬件资源下利用有限元分析软件的前处理器建立了与人体头颈实际状态相近的有限元计算模型,并通过有限元分析软件ANSYS对所建的头颈有限元动力响应分析,得到与试验大致相符的头部位移响应曲线,验证了所建的人体头颈有限元计算机模型,同时得到了人体头部和颈部在受到冲击载荷下的任何时间变形和应力,为头颈部损伤的临床提供了重要的参考.     

基于ANSYS的汽车驱动桥壳的有限元分析

有限元分析最基本的研究方法就是"结构离散→单元分析→整体求解"的过程.经过近50年的发展,有限元法的理论日趋完善,已经开发出了一批通用和专用的有限元软件.ANSYS是当前国际上流行的有限元分析软件,广泛地应用于各行各业,是一种通用程序,可以用它进行所有行业的几乎任何类型的有限元分析,如汽车、宇航、铁路、机械和电子等行业.