基于有限元技术的某微型车转向支架拓扑优化的研究

针对某微型车转向支架在道路试验中损坏的现象,应用有限元ABAQUS软件进行强度分析,根据得到的应力云图和位移云图,找出了破坏的位置.根据分析结果,利用Optistruct优化工具的连续体结构拓扑优化技术进行优化设计.通过对优化前后的支架应力对比,优化后最大应力小于屈服应力.结合台架试验和疲劳寿命分析,优化后的支架满足性能要求,并已成功应用到该车型的生产中.     

汽车安全带固定点失效分析及结构优化

以乘用车后排安全带固定点为对象,基于安全带固定点强度试验结果,通过有限元方法建立模型,简化并调试有限元模型,进行试验对标分析。经过对标后,有限元分析结果与试验结果基本吻合。然后基于对标后的有限元模型对结构进行优化,提高安全带固定点强度,提出优化方案,并通过试验验证,满足法规要求。通过利用CAE分析技术在产品开发过程中的应用,有效找到问题原因并有针对性地加以优化,从而缩短开发周期和节约成本。     

基于有限元分析的发电机转子支架结构优化设计

以发电机转子支架的结构为研究对象,基于机械结构优化理论、方法和有限元方法,用ANSYS软件对发电机转子支架结构进行了静态分析和模态分析;提出4种转子支架结构方案,通过比较各方案的强度及静、动态刚度,找出其中转子支架的最优方案结构;分析结果表明,通过改进的转子支架方案3的结构的机械强度和刚度性能都有所提高;本文所采用的方法也为复杂机械结构的优化设计提出了科学有效的途径.     

某轻卡后牌照支架振动疲劳分析与参数优化

为校核某轻卡后牌照支架的振动疲劳性能是否满足设计要求,首先建立后牌照支架有限元模型,对其进行模态性能分析。然后采集其激励端的振动加速度,再基于单位载荷对其进行频率响应分析,获取其x、y和z方向的应力传递函数,再基于功率谱密度函数对其进行振动疲劳分析。基于集成平台并且采用第二代非劣排序遗传算法对其结构参数进行优化分析。结果表明:其前两阶固有频率均高于路面激励频率,满足模态特性要求。疲劳寿命高于目标值,满足疲劳性能要求。优化之后其均符合模态性能和疲劳性能设计要求,并且其质量有所减轻,达到了轻量化的目的,最后其优化方案通过整车道路试验。     

6016-T4铝合金预警器支架翻边开裂的数值模拟及优化

为了解决6016-T4铝合金安全带预警器支架开裂的问题,首先,分析安全带预警器支架的结构特点、冲压工艺和板料性能,基于Dynaform有限元软件对预警器支架进行全过程模拟,确定开裂的位置,并分析零件开裂的原因;然后,将OP30翻边成形工序的凹模圆角半径由初始的5.5 mm增大至8.0 mm,解决了支架开裂问题;再通过4因素3水平的正交试验,研究OP30翻边成形工序中冲压速度、压边力、摩擦因数及凹凸模间隙对评估指标最大减薄率影响的重要性程度关系,得出优化后的工艺参数组合;最后,进行了仿真验证,结果显示:采用增大后的圆角半径,并结合优化后的工艺参数组合可以有效地将支架厚度控制在1.679～3.018 mm,大大降低了板料的减薄率,并且支架未出现开裂现象,便于后续的稳定量产。     

差速器齿轮失效分析

皮卡在进行整车传动系统冲击试验时,后桥差速器齿轮失效。通过对齿轮进行成分分析、金相分析和断口分析,排除材料组织缺陷和母材质量问题。通过建立用实测数据进行校准的有限元模型,模拟齿轮在失效工况下的受力情况,确认齿轮失效的根本原因。结果表明:轮齿强度不足是齿轮失效的根本原因。在优化设计后,采用CAE对优化方案辅助分析并获得通过,再用台架试验进行验证并进行整车验证,解决该问题。同时提出提高齿轮强度的建议,该研究为预防同类故障的发生提供参考。     

250 km/h动车组头车底架有限元分析与优化设计

底架作为动车组车体关键承载部件,其结构设计的刚度及强度对整车的安全使用及性能有很大影响。采用ANSYS有限元方法,在整车分析的基础上,对250 km/h动车组底架的结构进行强度分析研究。对底架主要的典型载荷下应力集中部位(牵引梁等)进行局部应力分析并优化,对250 km/h动车组头车车体结构进行了静强度试验。在各工况和载荷作用下,各应力测点的应力及合成应力和位移测点的位移值均小于所用材料的弹性极限,底架结构设计合理。     

大采高液压支架的安全可靠性分析

液压支架作为地下综采工作面的关键设备,在工作过程中的受力多为组合变形,且情况比较复杂,因此其强度、刚度、稳定性问题显得尤为重要。本文采用Pro/E软件对ZY12000/28/64D液压支架的构件进行建模、组装,然后将三维模型导入ANSYS中进行有限元分析,分别以液压支架的顶梁、掩护梁、连杆和底座作为研究对象,分析当顶梁受到偏心载荷,同时底座两端也受到载荷作用时,其应力和位移的分布情况,并分析出每个结构在此工作状态中均存在应力集中现象。根据其分析结果,在保证安全和焊接工艺合格的前提下对构件进行结构优化,将应力集中比较严重的筋板的厚度进行修整。结构优化后应力集中得到有效的改善,增强液压支架的安全可靠性。     

基于田口试验的新能源汽车蓄能器筒体成形缺陷分析与参数优化

针对某型号新能源汽车蓄能器筒体生产过程中遇到的筒体变形、筒壁质量差、载荷大的问题，借助Deform-3D有限元软件，对蓄能器筒体的成形过程进行了研究。首先，分析了蓄能器筒体实际成形缺陷产生的原因，并确定了工艺的优化对象及优化变量；其次，基于田口试验建立了正交试验方案，并通过UG和Deform-3D完成了每组方案的建模、仿真以及试验数据的获取；最后，通过加权评分法对不同类别的试验数据进行了统一，并采用信噪比的望大特性模型对数据进行了分析及优化。模拟及试验结果表明：当坯料温度为950℃、模具预热温度为400℃、挤压速度为35 mm·s^-1、凸模工作带长度为20 mm时，为最优工艺水平组合，不仅能够解决蓄能器筒体变形和筒壁开裂的问题，而且能够降低成形载荷，有效防止了模具开裂，延长了使用寿命。     

LG-730冷轧管机机架危险位置结构优化

LG730冷轧管机机架危险位置合理设计是决定其应力高低和寿命的关键。本文在LG730轧机整体建模有限元分析的基础上,重点对机架危险位置的结构形式提出了四种优化方案,通过有限元分析机架危险位置的最大应力明显降低,强度得到了提高。研究结果对LG730机架结构危险位置设计以及其它形式机架都有重要的参考价值。     

聚合物表面空间环境防护涂层热应力分析方法研究进展

柔性聚合物材料作为航天器表面用关键材料,易受到空间环境的协同损伤,在其表面制备防护涂层是实现长期服役的重要技术。但由于常用防护涂层与基体间的性能差异,涂层易因应力出现开裂和剥落,因此应力分析对于材料的设计和优化非常重要。对于涂层应力的分析方法,主要可以分为基于试验测量以及基于数值仿真的有限元分析方法两类。梳理目前常见的试验测量方法,分析有损法和无损法试验测量的应用,整理归纳基于数值仿真的有限元分析方法的原理以及相关应用,比较不同方法的优缺点,总结其局限性以及应用前景。不同应力测试分析方法在材料的服役寿命和失效形式预测中发挥了重要作用,但传统的机械有损测量方法难对应力情况进行实时监测,近年来发展起来的无损法也存在一定的应用局限性,有限元模拟具有实时、全面的应力测量优点,但是与实际涂层模型具有一定的差距。基于目前试验方法与有限元仿真各自的局限性,提出将有限元仿真与试验表征结合成为进一步指导涂层设计的有效方法,有望有效预测涂层失效机制,优化涂层材料制备工艺,开发具有低应力结构的涂层材料,为聚合物表面用关键涂层材料的轻量化发展和长期可靠服役提供技术支撑。     

基于ABAQUS/FE-SAFE的机翼结构多轴疲劳分析

以CAE技术为基础对机翼结构进行多轴疲劳分析。为了能够准确预测机翼结构的疲劳寿命,采用流体力学分析与有限元分析相结合的方法,使用流体力学分析软件FLUENT对机翼飞行外载荷特性进行了分析,在有限元分析软件ABAQUS中进行了机翼结构静力学分析,并基于Brown-Miller多轴疲劳理论,利用FE-SAFE软件进行机翼结构多轴疲劳分析,得到了机翼结构的疲劳寿命情况以及疲劳薄弱位置。分析结果与实际情况对比表明,该方法可有效预测机翼结构疲劳寿命,为机翼结构疲劳分析提供新途径,为机翼设计时估算机翼使用寿命提供参考。     

钢包回转台支撑臂的应力分析

用ANSYS软件建立钢包回转台支撑臂的实体模型,进行有限元应力分析。结构不合理是导致支撑臂失效的主要原因。改进措施是将支撑臂焊缝避开应力集中,或改变支撑臂受载情况。     

动臂式塔机起重臂结构轻量化设计

针对动臂式塔机起重臂金属结构自重大、计算模型复杂等特点,借助APDL语言在ANSYS中建立起重臂结构的有限元优化分析模型,选择起重臂中应力相对集中的弦杆和连接杆作为优化对象,以起重臂重量最轻为优化目标,进行起重臂轻量化设计。优化后大部分杆件的截面尺寸较以前有所减小,起重臂质量减轻了15 699. 6 N,占原起重臂重量的15. 6%。优化后的起重臂最大应力由原来的206. 33 MPa降低到174. 63 MPa,垂向挠度由185. 14 mm降到127. 51 mm,结构应力分布比以前分布更加均匀,且在各种载荷工况下均满足强度、刚度约束条件,有效改进了起重臂设计,达到了轻量化的目标。     

汽车油冷管振动特性及结构优化

汽车管路的振动是由车身的振动环境所引起的,持续的动态载荷会导致管路系统局部振动失效。要确保汽车安全行驶,控制管路系统的振动至关重要。为解决某汽车油冷管在运行中发生的泄漏失效问题,基于管路系统建立三维模型,通过ANSYS有限元软件对管路系统进行频率响应分析和疲劳分析,计算出它的固有频率和累计损伤。结果表明：管路的疲劳寿命与设计寿命要求不符,模拟显示的危险薄弱点与实际开裂泄漏失效位置相近。通过调节管路壁厚、增加固定支撑点、改变管路走向等方式对管路系统进行结构优化,优化后的管路持续振动68 h未发生泄漏故障。     

大型行星轮系功率分流分析与疲劳可靠性研究

行星轮间的功率分流行为使得行星机构具有较高的能量传输密度，但偏载会导致行星机构的功率无法按照理想状态分配，增大齿轮间的啮合力，影响整个系统的使用寿命和可靠性。基于某型号重型直升机行星减速器的结构特征，构建大型行星轮系的有限元仿真模型，对行星传动系统进行准静态力学和运动学分析，获得系统中各类齿轮的危险应力历程，为可靠性分析模型提供载荷输入变量，以弯曲疲劳试验获得的齿轮强度数据作为可靠性分析模型的强度输入变量。使用统计学最小样本量的概念进行齿轮和轮齿寿命转换，建立行星齿轮系统可靠性分析模型，完成行星系统不同状态下疲劳可靠度的数学映射。偏载状态下，行星齿轮系统可靠度为92.32%,证明偏载会影响系统疲劳可靠性，降低齿轮的有效使用寿命。     

一种新型多功能高空作业平台的设计与分析

为了满足变电站现场相关设备的检修和吊装的需要,文章详细设计了一种集检修平台和起重机于一体的新型多功能高空作业平台。在分析多功能高空作业平台承载多种工况的基础上,针对整体的受力特点,建立了有限元模型,并进行有限元分析。分析结果表明,各构件受力均匀,满足强度和刚度设计要求,为同类型产品的开发提供一定的参考价值。     

高速精密轧辊磨头实验平台机械系统的设计及其性能研究

为了给高速精密轧辊磨头磨削性能的研究提供实验条件,设计了一种供研究用的高速轧辊磨头实验平台。此实验平台通过模拟负载系统来代替磨床工件的进给系统,可缩短试验周期、降低实验成本。在此基础上,为了检验高速轧辊磨头实验平台的性能,利用有限元分析软件对实验平台的整体结构和关键零部件进行静力学及模态分析。分析结果表明:该高速精密轧辊磨头实验平台可以满足强度和刚度等性能要求。