PX1200液压旋回式破碎机横梁结构优化设计研究

运用ANSYS工程分析软件,对液压旋回式破碎机横梁进行结构强度的有限元分析,并以减小横梁开裂处应力为目标对横梁进行结构优化设计,以横梁各个尺寸参数作为优化设计变量,以断裂处单元应力最小为优化目标,编制横梁优化设计程序ODPST,对横梁进行结构优化设计,通过优化设计,横梁开裂处最大应力明显减小,降低了约18.5%,有效的提高了横梁的结构强度,延长了横梁的使用寿命.     

大型直线振动筛静力学分析与研究

利用有限元分析软件ANSYS对大型直线型振动筛进行静力学分析与研究。分析了振动筛在停机状态和工作状态下的应力和位移分布情况,得出振动筛的最大应力集中和最大变形位于筛箱箱体侧板和筛箱支撑横梁连接处、筛箱箱体后挡板横梁处。并将振动筛箱后横梁厚度加厚2 mm,分析得到其最大应力值降低幅度明显,为后续振动筛的进一步设计奠定了基础。     

基于DADOS的某大型组合式压力机上横梁轻量化设计

为实现某大型组合式压力机上横梁的轻量化设计,本文通过对横梁的结构及工况分析,提取横梁结构的可优化参数,确定横梁结构约束及载荷,利用有限元法对其进行仿真分析,获取该横梁结构在静态载荷下的应力和变形情况。以横梁质量为优化目标,横梁最大应力和最大变形为约束,建立优化设计模型。为减少仿真次数,本文基于DADOS平台应用基于代理模型技术的优化设计方法,实现了压力机横梁的快速轻量化设计。     

垂直力加载下微变形梁的结构设计与优化

为垂直加载力设计大跨度小变形的承载横梁。横梁设计跨度为3 422 mm,在工作平面终点处施加最大的垂直加载力10 k N,横向位移为1 100 mm,此时要求横梁变形量小于50μm。以16 mm钢板为主要材料,仿照工字钢的强抗压性,以及等强度梁的抗变形能力,借助Ansys Workbench软件,设计符合工况的非标的重量轻的小变形横梁,使其达到设计变形量和许用应力。以横梁的总变形和等效应力最小为目标函数,以仿工字钢和仿等强度梁的关键结构尺寸P_3,P_4,P_5,P_6为设计变量,对横梁进行结构优化,并分析横梁的最大变形为40μm。通过对非标横梁进行垂直加载力的实验分析可知,加载力10 k N时系统最大变形为38μm,两者相对误差为5%。结果表明,优化设计后的横梁能够满足工况设计要求。     

F0梅山轧机机架的设计及有限元分析

对F0梅山轧机的机架进行设计,用UG建立机架（立柱、上横梁、螺栓）的三维模型,并对其进行装配。以ANSYS有限元软件作为分析工具,对F0轧机机架系统进行有限元静力分析,得到了位移曲线和应力曲线。两种曲线显示,垂直方向最大位移在机架上横梁中心内侧,机架的最大伸长量在机架窗口中心线上下两点之间,应力最大的点位于螺栓圆帽与上横梁接触位置。综合上述结论,机架的设计是合理的。     

80MN快锻液压机结构动态特性分析

针对高频次锻造工况下作业的80MN快锻液压机结构动态特性要求高等问题,基于ANSYS动力学分析的原理,并考虑到动力学分析需要占用的计算机资源大,简化了活动横梁装配,忽略了导向架,对活动横梁与立柱接触结合部x方向采用耦合连接,活动横梁底面覆盖一层目标单元,锻件顶面覆盖一层接触单元,形成接触对;活动横梁的初始速度设置为15 mm/s,加速度设置为537 mm/s^2,加速度的加载采用阶梯加载方式,同时考虑结构预紧力对结构分析的影响,建立了其结构动力学分析的有限元模型,进行了结构在动载荷作用下的动力学响应分析计算,获得了液压机结构的动应力分布规律和变形分布规律.研究结果表明,结构动态最大位移值约为最大静态位移值的2倍,结构在动态载荷下的应力也约为静态的2倍,发现了结构刚度薄弱环节,为在设计过程中更加合理地布置结构刚度,提供了理论依据.     

GMCU2060龙门加工中心横梁的结构优化设计

基于HyperMesh平台,采用密度拓扑优化方法,以应变能最小为目标,以体积分数、位移为响应建立结构拓扑优化模型,运用该模型完成GMCU2060龙门加工中心横梁横截面的拓扑优化设计,然后利用尺寸优化方法得到横梁的最优尺寸,建立横梁的三维模型,并对其进行动静态分析.分析结果表明：在最大位移几乎不变的情况下,改进后的横梁质量减少了7.5％,一阶固有频率由104 Hz提高到120Hz,满足设计指标要求.     

优化设计前后波纹管位移补偿能力的有限元分析

在不同工况下对波纹管进行应力应变分析是评估其对各种工况承受能力的基础和重要组成部分,非线性限元计算能够有效地解决传统的解析法无法计算的波纹管弹塑性大变形范围内的载荷—应力响应问题。对波纹管进行结构优化设计,利用ANSYS有限元软件分析优化设计前后波纹管达到轴向极限位移时的应力和位移,结果表明,在相同条件下,优化前后的波纹管达到轴向极限位移时的应力均未超过抗拉强度,而优化后波纹管的轴向极限位移比优化前的大3mm左右,说明优化设计后的波纹管具有更好的位移补偿能力,从而能够节约成本。     

货车鼓式制动器组件接触特性研究

为研究货车鼓式制动器的动作特点,建立了货车鼓式制动器的三维模型,进行了鼓式制动器组件应力和位移分析。结果表明,制动鼓最大应力值为33.3 MPa,制动鼓的最大位移为0.13mm,发生在制动鼓下部区域,位移量主要产生于下部,并且呈对称分布;摩擦片的最大应力为71.0 MPa,表现为左右摩擦片应力分布对称,上下不对称,最大位移量为0.27mm;2个制动蹄的最大应力为865kPa,应力和位移分布规律与摩擦片类似。为货车鼓式制动器优化设计提供了基础。     

热轧带钢轧后冷却倾翻支架结构分析及优化设计

为实现热轧带钢轧后冷却倾翻支架的轻量化设计,在对目前国内采用的主要设计结构进行结构受力分析的基础上开展了拓扑优化设计。首先利用UG建立倾翻支架的三维结构模型,然后采用ANSYS进行不同受力载荷工况下主要结构件的应力分布和位移变形情况模拟分析。结果表明,主动杆最大应力均集中在中间区域靠近中间轴的角点上,最大变形量发生在靠近液压缸的边缘处;立柱的最大应力发生在立柱底板上螺栓孔附近,最大变形量发生在施加力的作用面附近区域。最后针对主动杆和立柱进行了结构优化和验证分析,在确保优化前后应力值和变形量基本一致的情况下,主要结构的重量比优化前减轻了13%左右。     

16/25/30MN液压快锻机中横梁有限元计算分析

利用有限元方法对液压快锻机中横梁进行了细致的建模，依此提出了几点建议。可以作为液压快锻机中横梁设计和结构改进的理论参考。     

基于ANSYS的车架横梁结构改进设计

由于某车型整体式铸造横梁在使用过程中经常出现断裂现象，特对其结构进行改进设计。采用有限元分析的方法对改进前后两种结构的等效应力进行分析比较，并通过分析结果来验证改进设计的合理性。     

基于ANSYS的定梁龙门机床横梁静力学特性分析及结构优化

横梁是龙门机床的主要承力部件,其结构和静、动态力学特性直接影响机床的加工精度。为分析其结构设计是否满足机床的精度要求,以及筋板结构和布局形式对其静态特性的影响,文中应用有限元分析方法,针对某型定梁龙门机床横梁进行静力学特性分析,计算了其最大静变形和最大静应力,分析了结构设计上的薄弱环节,然后对其内部筋板的结构和布局形式进行了优化设计和分析对比。结果表明,优化后横梁的静刚度提高了12.89%,最大静应力降低了18.01%,显著改善了横梁的静力学特性。     

基于功能截面分解的大型横梁拓扑优化

针对复杂载荷工况下横梁等大型三维结构件拓扑优化结果可读性差、无法对结构优化提供有效指导的问题,提出基于功能截面分解的拓扑优化方法。基于力的分解与等效原理,将三维实体分解为三个平面内的二维功能截面,根据各功能截面的受力方式确定其抗弯或抗扭属性;在此基础上,分别对两个主要承载的功能截面进行二维拓扑优化分析,并综合二维功能截面分析结果完成三维实体的整体拓扑优化,实现了将三维实体拓扑优化问题转化为二维功能截面的拓扑优化问题。以CXK5463车铣加工中心横梁为例,对结构拓扑优化效果进行了验证,仿真实验结果表明,功能截面分解方法可以得到清晰的应力传递路径,在保证横梁静动态特性基本稳定的基础上,横梁减重12.67%,优化效果较为明显。提出的方法可为大型、重型复杂结构件的拓扑优化研究提供借鉴与参考。     

岸边集装箱起重机门架结构的有限元分析与比较

针对常见的复合型门架结构和单斜撑型门架结构,利用ANSYS软件对岸桥集装箱起重机钢结构进行有限元建模,分析比较其应力、变形和模态振动等方面情况.分析结果显示在各项性能参数相同的情况下,由复合型门架结构改变为单斜撑型门架结构,其应力、应变和固有特性的变化不是很大;提升联系横梁,采用单斜撑型门架结构可行,它可以节约钢材、降低成本、提高横梁下运行净空高度.     

框式油压机机身的有限元分析和优化设计

利用大型结构有限元软件ANSYS对10MN可移动压头框式油压机机身进行了刚度强度的计算与分析，研究了其在满载工况下两个特定位置时的应力和变形的分布情况，并据此分析了该机身最大应力与变形的发生位置，为框架式油压机机身结构的优化设计奠定了基础。     

拉压弹簧试验机结构有限元分析与优化设计

文章对于通过螺栓、轴承、丝杠、导轨等多种方式连接的具有多个部件的某拉压弹簧试验机组合结构,采用有效方法解决了结构有限元分析中的面接触、螺栓预紧力施加及轴承等效弹性模量等问题,合理准确地实现了试验机组合结构的接触非线性分析。在结构有限元分析基础上,成功实现了对该试验机结构布局与构件尺寸的优化设计,使其强度和刚度得到很大改善。所采用的自创的结构优化导重法,在保证结构总重量不变与不超过许用应力的前提下,使试验机在拉压试验时横梁结构的挠度分别下降78.9%与37.8%。     

钢板焊接式矫直机闭式机架的有限元分析

由于钢板焊接式机架的横截面不均匀,为准确确定机架的变形带来了一定困难。采用有限元软件ANSYS对某钢铁厂的钢板焊接式矫直机机架进行了分析,得到了机架横梁与立柱转角处的应力分布状况、机架在受载后的弹性变形以及机架的刚度值,为设计人员分析钢板焊接式机架提供了帮助。     

高方平筛结构断裂及若干因素影响分析

对高方平筛运转过程中筛箱短横梁的断裂现象及产生断裂的若干影响因素进行研究。以筛体框架和悬吊系统为研究对象,采用有限元方法进行了结构动力学建模和瞬态响应分析。根据有限元分析结果与实验数据的对比,对有限元模型及边界条件进行了修正。计算结果显示,结构中应力响应最大值发生在筛箱短横梁处,与结构实际断裂位置一致。进一步计算并分析了偏重块的质量、转速和偏心距、短横梁矩形截面尺寸与壁厚、水平和垂直压紧力等因素对3个较危险位置最大应力的影响规律,所得结果可为高方平筛结构改进和动态优化设计提供参考。     

基于Hyper Works的某轻型卡车车架有限元分析及结构改进

为了检验某轻型卡车的车架是否满足设计要求,应用CAE分析方法对其进行有限元分析。首先应用Hyper Works软件,模拟了车架螺栓和焊点的连接,研究了钢板弹簧建模及载荷添加方式,为了尽可能的模拟汽车实际情况,建立了带有货箱、驾驶室、各支架以及前后悬架的较完整的整车有限元模型;然后采用有限元求解软件MSC.Nastran对模型进行了扭转刚度和不同工况下的强度分析。结果表明,第三和第六横梁连接板最大应力远远大于许用应力,不符合强度要求;最后,提出了对该车架第三和第六横梁连接板的改进建议,并通过改进前后的分析结果对比,进一步验证了结构改进的有效性。