孔结构热接触弹塑性数值分析

应用ANSYS对实际孔结构进行了热载荷下接触模型弹塑性数值分析,建立了孔边接触弹性模型、孔边接触弹塑性模型和模拟弹性边界孔边接触弹塑性模型等三种不断改进的模型,分别模拟了结构的弹性弹塑性以及固支边界和弹性边界.通过对计算结果的分析比较,表明弹性边界的弹塑性模型更为精确可靠.     

自卸车后桥壳有限元应力计算

通过建立后桥壳有限元力学计算模型,确定了计算中的边界约束条件,并对原模型、加筋模型两种有限元模型七种工况的所有结点进行了应力分析与比较.应力计算结果为该车的改进设计和结构优化提供了理论依据.     

热流环境下航空发动机短环形火焰筒动力学响应特性分析

采用数值仿真分析方法对航空发动机短环形火焰筒结构进行简化处理,构建短环形火焰筒结构模型.通过有限元方法对结构进行流固耦合分析计算,得到火焰筒壁面温度分布及气动压力分布,计算火焰筒结构热模态结果并分析.通过耦合的有限元/边界元法以扩散场的形式对火焰筒结构施加噪声激励载荷,对火焰筒结构多场耦合非线性动力学响应特性进行分析,...     

边界元逆分析法预测含未知缺陷的结构可靠性

结构分析中常遇到结构体内含有未知缺陷等情况，用常规的可靠性计算方法无法对结构进行正确的可靠性分析，本文利用随机边界元法与非线性优化技术相结合，根据弹性体内或边界上的位移，应力等附加信息，建立了结构可靠怀预测的边界逆分析法的基本模型，算例证明了该理论的有效性。     

RV减速器行星架的模态分析

行星架是RV传动的主要输出结构.文中利用Pro/E对行星架进行实体建模,然后导入ANSYS进行模态分析,从而得出在自由边界和约束边界状态下的固有特性.最后,根据计算结果,结合整机模型的固有频率结果,给出了改进的模型,为减小整机工作中的共振提供了理论依据.     

基于波叠加的结构—声学灵敏度分析的伴随变量方法

声学灵敏度可以用于描述空间声学量随设计变量的变化情况,并为低噪声设计提供优化方向和量化依据,对其进行研究具有重要意义.在多设计变量的情况下,与直接求导法相比,伴随变量法是一种效率更高的灵敏度计算方法.基于有限元法和波叠加法,提出一种新的用于结构一声学灵敏度计算的伴随变量方法.该方法用波叠加法取代了现有伴随分析方法中的边界元法,消除了奇异积分的影响.应用该方法对脉动球声源和箱体振动模型进行声学灵敏度分析,并将计算结果分别与理论值和有限差分结果进行比较,得到了较好的精度.通过与边界元法在计算时间上的比较,表明了该方法在计算效率上的优势.     

航空发动机叶片弹性边界约束模型振动分析

在航空发动机叶片振动特性分析的过程中,分析模型边界约束条件的选取对计算结果真实与否至关重要。提出用弹性边界约束条件模型来模拟航空发动机叶片复杂的边界约束状态,给出了固定边界、弹性支撑边界约束条件下叶片振动分析方法。分别用两种不同类型的叶片模型进行了仿真计算,得到了两种边界约束条件下的计算结果。并对不同的计算模型下所得到的计算结果进行了分析比较,得到了一些有参考价值的结论。     

自卸车后桥壳有限元应力计算

通过建立后桥壳有限元力学计算模型，确定了计算中的边界约束条件，并对原模型、加筋模型两种有限元模型七种工况的所有结点进行了应力分析与比较。应力计算结果为该车的改进设计和结构优化提供了理论依据。     

热结构稳态响应下的敏度分析方法和形状优化

形状优化中的差分敏度分析计算量随设计变量数目的增加而快速增大,为减少结构分析的计算量,提出一种近似－差分敏度计算方法。该方法采用组合近似法对扰动结构进行近似重分析,并运用差分法计算结构响应量的敏度值。由于组合近似法在结构小扰动的情况下具有较好的近似精度,故而近似－差分敏度分析在保证敏度精度的前提下克服了计算量大的缺点。以可动边界关键点的虚拟位移为设计变量,建立热结构稳态响应的形状优化模型。通过数值对所提出的敏度分析方法和形状优化模型进行验证。结果表明,所提出的方法和模型在热结构稳态响应的形状优化设计中具有可行性和有效性。     

50米天线吊装过程结构力学分析

对50m天线两个大型结构件的整体吊装过程进行了力学分析。给出了结构计算模型中单元的使用情况和吊装过程边界的处理方法,对吊点位置进行了优化选择,对辅助吊绳作用力的变化作了分析,为天线结构吊装方案的确定和顺利实施提供了理论支持。     

自动扶梯桁架参数化有限元分析方法研究

在确保自动扶梯桁架的结构强度和安全性能前提下,为了提高系列化自动扶梯桁架设计开发效率,运用有限元二次开发和Visual C++以及数据接口技术,根据不同的设计、制造和检验要求,研究了不同参数情况下自动扶梯桁架的结构设计特点和强度特性,分析了边界载荷最大化桁架强度特点。研究结果表明,运用自动扶梯参数化有限元分析平台,用户只需输入参数,通过自动建模就可计算得到系列化桁架的结构强度结果,大大简化了分析过程,提高了分析效率。     

起重机超静定杆系结构弹性稳定分析中的有限元误判与应对

运用精确有限元理论的单元刚度矩阵来分析桁架结构的稳定性问题,推导了桁架结构临界失稳的判别式.结合判别式从理论上阐述了结构发生失稳的2种不同类型,并解释了有限元软件分析超静定桁架结构稳定性出现误判的原因.通过对有限元方法求解稳定问题的实质和过程进行分析,提出了解决有限元软件误判的方法,运用单元撤换法处理局部失稳后的系统模型,更准确地评估结构稳定性承载能力.利用基于ANSYS软件二次开发程序,改进了应用有限元软件分析超静定结构稳定性的方法,以获取超静定杆系结构真实的临界失稳载荷.     

航天器桁架结构快速设计方法研究

随着航天事业的发展,桁架作为航天器主承力结构应用越来越广泛,并呈现大型化复杂化的发展趋势。传统模式下航天器桁架结构设计效率低下,无法适应“快速响应约束,迭代更新高效”等应用要求,制约桁架结构的发展。针对这一现象,文中基于自顶向下(Top-Down)设计模式和参照柔性相关思想,提出了航天器桁架结构快速设计方法,并进行了验证。结果表明,航天器桁架结构快速设计方法逻辑关系明确,简便实用,能够实现结构元件自动创建和装配,快速响应外部约束并自适应更新,能确保设计状态的迭代有效可控,显著提升桁架结构设计效率,可推广应用于航天器桁架结构设计。     

基于APDL的圆管带式输送机桁架梁优化设计

利用Ansys参数化设计语言APDL建立了圆管带式输送机桁架梁结构的参数化有限元模型,用有限元方法对其结构进行受力分析,借助Ansys软件的结构优化模块,对其结构进行优化设计,对圆管带式输送机桁架梁的轻量化研究具有一定的实际指导意义。     

Comparison of prediction on effective elastic property and shape optimization of truss material with periodic microstructure

This paper compares the representative volume element (RVE) method based on Dirichlet and Neumann boundary conditions with the homogenization method for predicting the effective elastic property of truss material with periodic microstructure. Numerical experiments show that, with increase of the number of the unit cell, n, the results of RVE method under the Dirichlet and Neumann boundary conditions converge towards those obtained with homogenization method from the above and below sides, respectively. For some specific types of the unit cell, RVE method gives the same results as those obtained with homogenization method, even if only one unit cell is included. For RVE method, a simple criterion for judging the existence of scale effects is whether the equilibrium of the boundary nodal forces is guaranteed under the Dirichlet boundary conditions, or whether the deformation compatibility at the unit cell boundaries is satisfied under the Neumann boundary conditions. We also discover that for a specific type of truss material, whose unit cell has no characteristic displacement defined in homogenization method, the volume average of members’ properties in the unit cell gives the exact prediction of the effective elastic properties. Finally, shape optimization technique is applied to find the optimal geometric shape of the unit cell for truss material with the maximum and minimum shear stiffness, and the numerical singularity involved is discussed as well.     

单元“生死”在模拟桁架结构失效路径中的应用

应用Ansys分析某超静定桁架结构,提取应力最大单元,并利用单元"生死"技术"杀死"该单元,得出结果与删除该单元的模型的计算结果进行对比,得出"生死"技术是在不改变模型网格划分的条件下实现模型的局部增减。根据桁架结构强度失效和疲劳失效的特点,并用实例说明,单元"生死"技术可用于疲劳失效模式失效路径的模拟而不适于强度失效模式失效路径的模拟,但单元"生死"技术用于桁架结构强度失效模式失效路径的模拟则偏安全。     

柔性自适应桁架结构的振动控制方法实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了空间柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究。通过加速度传感器测量位移的实验,建立了由dSPACE数据采集与处理系统、压电传感器、压电作动器、桁架结构和微机实时测控组成的实时计算机控制系统。基于自适应桁架结构的有限元理论,采用改进的二次积分力反馈控制方法,研究了空间柔性自适应桁架结构的振动主动控制问题。通过正弦激励进行了实时控制实验,给出了控制前后节点18x方向的位移振幅抑制变化情况及功率谱响应曲线。实验研究结果表明,该控制方案对空间柔性结构的低频大幅振动有很好的控制效果。     

SEISMIC RANDOM VIBRATION ANALYSIS OF STOCHASTIC STRUCTURES USING RANDOM FACTOR METHOD

Seismic random vibration analysis of stochastic truss structures is presented. A new method called random factor method is used for dynamic analysis of structures with uncertain parameters, due to variability in their material properties and geometry. Using the random factor method, the natural frequencies and modeshapes of a stochastic structure can be respectively described by the product of two parts, corresponding to the random factors of the structural parameters with uncertainty, and deterministic values of the natural frequencies and modeshapes obtained by conventional finite element analysis. The stochastic truss structure is subjected to stationary or non-stationary random earthquake excitation. Computational expressions for the mean and standard deviation of the mean square displacement and mean square stress are developed by means of the random variable's functional moment method and the algebra synthesis method. An antenna and a truss bridge are used as practical engineering examples to illustrate the application of the random factor method in the seismic response analysis of random structures under stationary or non-stationary random earthquake excitation.     

基于有限元法的800MN模锻机工装桁架结构分析

工装桁架为800 MN模锻机安装过程中的辅助结构,在考虑工装桁架C形板安装细节的基础上,应用Ansys软件对工装桁架在C形板安装过程中的力学行为进行有限元分析,计算工装桁架结构在C形板安装过程中的最大应力和最大位移,求出桁架结构的临界失稳载荷,为今后大型设备的辅助安装提供参考。     

杆系结构鲁棒性应变能敏感度分析及试验

为研究结构鲁棒性动态分析方法,进行了理论分析、数值模拟和破坏性模型试验。结合平面悬臂桁架和六角星型穹顶算例,利用应变能敏感度法分析了杆系结构鲁棒性。基于杆件移除法讨论了结构应变能和应变能敏感度对结构破坏特征的影响,并同鲁棒性应力变化率评价法进行了对比。结果表明:应变能敏感度法能动态地反映杆系结构鲁棒性变化、预测结构稳定极限荷载、识别结构破坏模态及评价杆件易损性;尽管支座压杆、环向拉杆对应变能敏感度的影响比中心压杆小,但可能引起结构整体倾覆和中心压杆强度破坏;工程应用中应在杆件重要性分析和结构破坏模态识别基础上采用应变能敏感度法评价结构鲁棒性。