刚柔耦合的提梁机主梁结构仿真研究

基于虚拟样机中的柔性体理论,采用多体系统仿真(MBS)和有限元分析(FEA)协同仿真的方法,运用UG、ADAMS和 ANSYS软件建立刚柔耦合的提梁机虚拟样机模型.通过动力学分析,获得提梁机主梁的模态信息和边界载荷文件,完成了提梁机主梁在大范围刚体运动与局部弹性变形耦合作用下的强度分析,仿真验证了提梁机主梁强度及刚度满足设计要求,为进一步的结构设计及优化奠定了基础.     

基于NSGA-II算法的超轻型火炮摇架多目标优化设计

针对超轻型火炮摇架减小质量、提高刚度的设计要求,基于有限元法和多目标优化设计方法,建立了摇架多目标优化数学模型。以摇架质量和刚度为优化目标,以摇架强度为约束条件,选择了摇架外形结构尺寸和摇架钢板厚度为设计参数,采用改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)作为优化方法。通过优化得到了摇架Pareto最优解集,优化结果对超轻型火炮摇架设计具有指导意义,同时,该优化设计方法为处理薄壁结构优化问题提供了一种新的设计思路。     

巷道式存取机主梁的有限元分析

介绍了专用自动化立体仓库巷道式存取机的结构,利用Ansys有限元分析软件对该巷道式存取机的主梁建立了有限元模型,并对其最危险工况进行了静力分析,校核了其强度与刚度,通过对主梁结构的模态分析,提取了前6阶模态,获取了各阶模态的固有频率和固有振型。分析结果为存取机的进一步优化设计提供了依据。     

移车台结构系统分析及轻量化设计

以某移车台车架结构为研究对象,在ANSYS软件中建立其参数化有限元模型并进行分析。针对分析结果中悬臂端刚度不足的问题,除将车架主梁、横梁截面尺寸作为优化设计变量外,增加结构支承位置作为优化设计变量,建立了两种移车台优化数学模型。在Isight软件中建立响应面近似模型,利用多岛遗传算法寻优求解。优化结果表明,改进后移车台车架结构的强度、刚度均满足设计要求,且结构自重下降33. 72%,轻量化效果显著。研究结果可对移车台车架结构方案的合理制定及改进提供依据。     

电动单梁起重机主梁的结构改进与有限元分析

分析了LD型电动单梁起重机主梁在传统制造工艺中存在的不足,并在此基础上提出了结构改进措施。应用Solid Works软件,针对传统主梁与结构改进后主梁分别进行三维建模及刚度与强度的有限元分析。结果显示,结构改进后的主梁其刚度及强度均明显提高。     

混合动力采伐机车架结构分析及优化设计

混合动力采伐机大大提高了人工林采伐工作效率,但其车架受到路况影响,易受到破坏,确保其的可靠性具有重大意义。通过SolidWorks建立混合动力采伐机车架,并指定采伐机各部位承载情况。提出混合动力采伐机车架评价准则,分析其刚度和强度。借助HyperWorks软件分析车架有限元模型,分析车架在垂直工况和扭转工况下强度,初步设计车架结构不能满足设计要求;通过对车架结构进行优化设计,提出改进结构方案,再次验证车架强度,对比优化前,得到优化后混合动力采伐机车架在强度满足设计要求,保证了车架运行在复杂工况的可靠性,降低了12.2%整体质量。同时,为林业机械的研究提供理论基础。     

轻型火炮后大架结构分析与优化

轻量化是火炮结构设计的重要方向之一.建立了某轻型火炮后大架-土壤有限元模型,分析了其强度.在上述分析结果基础上用弹簧连接器替代土壤建立了用于优化的后大架集中参数有限元模型,采用改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对后大架的最大应力和质量进行了多目标优化,获得了后大架质量与最大应力的Pareto最优解集,对火炮后大架结构设计有指导意义.该优化方法也为薄壁焊接结构的优化设计提供参考.     

桥式起重机箱型主梁模糊可靠性优化

随机性是现实世界中不可回避的非确定性,为使桥式起重机主梁的设计更符合实际,充分考虑到设计中所存在的模糊随机,结合模糊可靠性与优化设计,以主梁的截面几何参数为设计变量,以主梁重量最轻为目标函数,以强度、刚度和几何限制为模糊约束条件,建立桥机主梁模糊可靠性优化数学模型。在优化过程中,建立对应的隶属函数,用最优水平截集将模糊问题清晰化,并通过编写MATLAB程序获得优化结果。新设计方法可以在可靠度不降低的情况下获得比常规可靠性优化设计减少1.81%,比传统设计方法减少7.27%的主梁结构。     

XSP800收排线机机架强度分析与结构优化

以XSP800收排线机为研究对象,基于ANSYS有限元软件,对其机架结构进行强度分析,验证了原始设计强度和刚度方面的合理性.在结构强度分析的基础上,提出机架结构改进方案,并且利用ANSYS优化模块对改进结构进行最优化设计.结果表明,最优方案较原始设计在强度和刚度方面有了很大的提高,机架总体重量减轻5.11%.为该型号收排线机的设计提供了新的思路和参考.     

特大型龙门吊主梁结构优化设计

分析特大型龙门吊主梁的结构形式,基于等强度的设计理念,提出一种基于遗传算法的主梁结构优化方法;建立主梁结构优化的数学模型,以结构重量最小作为优化目标,对主梁进行结构优化,输出优化结果;对优化后的主梁进行有限元建模,添加约束与多工况载荷,分析主梁的挠度与应力值情况;对有限元分析结果进行分析,验证优化的正确性,为主梁结构进一步优化提供重要依据。     

面向风电齿轮箱轻量化的双壁整体式行星架的结构优化设计

以轻量化设计为目的,在提高强度和保证刚度的条件下对双壁整体式行星架进行结构优化设计。首先基于APDL语言进行行星架参数化建模,计算齿轮的内、外啮合刚度和轴承支承刚度,对行星架进行有限元强度分析,并对行星架的部分结构参数进行灵敏度分析;然后以行星架的柔度最小为目标函数,材料密度为设计变量,体积分数为约束条件,建立拓扑优化数学模型;最后应用Hyperworks软件对其进行拓扑优化,根据材料分布建立行星架的概念模型,并进行结构设计。对优化前后行星架的性能进行比较,结果表明,在应力降低了8.74%的情况下,质量减少了17.34%,刚度基本不变,达到了优化设计的目的。     

基于ANSYS的桥式起重机主梁有限元分析及结构改进

以某机械厂生产的20T/5T桥式起重机为研究对象,对桥式起重机主梁的结构特点和承载特点进行全面分析,找出在作业过程中遇到的最危险工况。借助大型有限元分析软件ANSYS建立主梁、走台、轨道的模型,并计算出在该工况下主梁的位移变化和应力分布。分析结果表明,主梁端部下盖处存在严重的应力集中,并就此提出了主梁结构的改进方案,校核改进后主梁的强度,比改进前提高了28%,且改善了应力集中现象。同时为以后主梁的整体优化设计提供了良好的应力储备。     

基于ANSYS的15MN液压压力矫直机主机机体的有限元分析

用SotdWorks软件建立了液压压力矫直机主机机体的三维模型,通过ANSYSWorkbench软件建立了主机机体的有限元分析模型,对主机机体进行了结构强度、刚度校核,在形状优化基础上进行了结构改进。     

大型袋式除尘器钢支架结构的稳定性优化设计

为实现某大型袋式除尘器钢支架结构的稳定性优化设计,在有限元数值分析和幂函数回归模型基础上,提出了一种基于幂函数回归模型的结构稳定性优化设计方法(SOD)。通过SOD实现了钢支架满足强度、刚度及稳定性综合性能下的轻量化优化设计。钢支架优化分析结果表明:在保证结构强度、刚度良好、稳定性不变的情况下,其耗钢量降低了10%,而在保证结构强度、刚度良好、耗钢量基本不变的情况下,其稳定系数达到了1.800,提高了18.7%。     

电动汽车车架的多目标拓扑优化-尺寸优化-精细化设计

以某电动旅游观光车桁架式车架为例进行多目标优化,先后采用了基于梁单元的多次局部迭代拓扑优化方法、基于梁单元的横截面尺寸优化方法和基于壳单元车架强度分析的精细化设计方法。具体步骤为,首先建立基于梁单元的车架有限元模型,以车架的刚度性能为优化目标建立多目标优化模型,通过多次局部迭代拓扑优化确定梁结构的布置位置,然后以梁的横截面长、宽、壁厚作为优化变量进行尺寸优化设计,确定车架梁的横截面尺寸;在此基础上,建立基于壳单元的车架有限元模型进行强度分析,基于强度分析结果对车架的高应力区域进行精细化设计,最终优化后的车架质量降低了10.5%,性能至少提升了9.3%,并且直接可以用于生产制造。该优化设计方法综合运用了梁单元模型和壳单元模型分析的优势,分别应用于概念设计阶段和工程设计阶段,为桁架式车架的优化提供参考。     

增速齿轮箱行星架有限元分析及结构优化

以轻量化设计为目的,在满足强度和刚度的条件下,对增速齿轮箱的行星架进行结构优化设计。首先运用有限元方法对行星架进行强度和刚度分析,并选择对行星架质量有重要影响的结构尺寸为设计变量;然后利用高端网格变形软件建立行星架的网格参数化模型,进而建立以减轻质量为目标的行星架优化模型。最后结合Isight多学科优化软件进行优化分析,得出了合理的行星架轻量化结构尺寸。对优化后的行星架进行模态分析,其固有频率完全避开了啮合频率,确保不会发生共振现象。     

中小型汽车起重机车架结构多学科优化

在Hyperworks软件中建立汽车起重机车架有限元模型,经过静强度和模态分析,其最大应力值大于材料的屈服极限值,经结构改进,车架静强度远小于材料的屈服极限,低阶模态值较低,影响乘坐舒适性。为解决改进后起重机乘坐不舒适性,建立以车架强度、刚度和振动模态等学科的多学科优化设计,采用响应面方法构件各学科结构响应的近似优化模型,最后将响应面近似模型导入ISIGHT优化软件,并用多岛遗传算法对车架进行协同优化。结果表明,车架质量减少129kg;车架的强度和刚度均满足材料要求;振动模态有所提高,达到了起重机工作状态下乘坐舒适性和车架轻量化的目的。     

电动单梁起重机主梁制造工艺的改进

以LD10 t - 19.5 m型电动单梁起重机主梁为研究对象,在对原有U形槽成型工艺分析的基础上,提出了新的生产工艺和新型主梁截面形状,建立主梁三维模型,并应用SolidWorks Simulation有限元分析工具,对不同截面形状的主梁进行有限元分析.结果表明,工艺改进后新型截面形状的主梁刚度和强度明显提高.     

环井式地下立体车库钢结构有限元分析及优化设计

为了优化环井式地下立体车库钢结构,进而达到减轻车库架自重,降低生产成本的目的。通过有限元软件ANSYS Workbench,完成对立体车库架处在对称满载条件下的有限元静力分析。并根据有限元分析的结果,应用多目标优化设计的方法来对车库架尺寸和结构进行优化,确定了优化后钢梁的尺寸,完成了车库架应力集中处的结构改进。优化结果表明,与结构改进之前模型相比,优化后车库架的最大等效应力减小了52.71%;最大变形降低了13.74%,与初始模型相比,优化后车库架H型钢材的使用量减少了52.7%。最后,为避免立体车库架在工作时出现共振现象,对其进行无预应力模态分析。     

基于有限元子模型法的架桥机主梁螺栓强度分析

介绍了节段拼装一体化架桥机的主体结构,特别是主梁结构.为了得到架桥机桁架主梁中节段连接构件螺栓的受力情况,选取全悬挂工况对主梁的强度和刚度进行分析,通过有限元子模型法建立螺栓计算的子模型,施加边界条件,对螺栓进行受力分析.计算结果表明,采用有限元子模型法可以较准确地获得螺栓的受力情况,且该方式对计算机性能要求较低,为架...