ROPS/FOPS试验台水平加载支架的设计及有限元分析

根据水平加载机构对试件加载时自身所受的力的情况,分析水平加载支架最不利的载荷和危险截面,并对水平加载支架进行理论受力计算,校核其强度、刚度和稳定性。根据水平加载支架的工作要求,利用有限元法对水平加载支架的整体结构进行三维实体建模、预处理、设置约束条件和施加载荷,然后分析求解,并校核其结构的强度和刚度是否满足设计要求。     

中国首创新一代空中造楼机

正新一代空中造楼机不断刷新城市天际线,它完成了500 m关口的挑战,有了这样的神器,全球300 m以上的高楼,将有近70%是中国建造。上一代造楼机平台上的塔式起重机等重型设备,需要设置专用的洞口,平台顶升后,再对塔式起重机进行顶升,完成全部重型设备的顶升通常需要2 d。新一代空中造楼机平台自重2 000 t,加上钢筋、混凝土及塔式起重机等一系列装备、物料,造楼机总重接近4 000 t,相当于3 000辆小汽车,它     

某型无人机复合材料机翼大梁准等强度设计与有限元分析

以某型无人机复合材料机翼工字型大梁准等强度设计与优化为目标,研究了复合材料工字梁基于载荷分段的设计方法与铺层优化方法。计算了机翼大梁弯矩方程,采用等步长载荷包络方法给出了准等强度大梁的载荷分布,计算了缘条和腹板的内力方程。基于复合材料层合结构设计的基本原则,采用经典层合板理论对大梁进行了初步铺层设计。以结构强度、刚度、稳定性作为约束条件,综合考虑最小重量要求,在分段包络安全载荷作用下对工字梁铺层进行了分段优化设计。建立了工字梁的有限元模型,基于有限元分析结果校核了工字梁的强度、刚度和稳定性。研究结果表明:采用等步长载荷包络方法能够方便地计算非均布弯矩作用下机翼大梁的准等强度设计载荷;基于经典层合板理论进行工字梁铺层初步设计,建立工字梁有限元模型能够有效、快速地对工字型机翼大梁在分段包络安全载荷作用下的铺层进行分段优化设计,同时完成大梁的强度、刚度与稳定性校核;大梁结构减重可达29%;铺层设计时必须考虑受压缘条和受剪切腹板的稳定性问题,否则大梁根部高应力区会出现局部屈曲。     

主要构成及功能

<正>空中造楼机的构成部分具备通用化和标准化的特点,即提高设备循环使用率、降低维修率、简化维保,又可通过不同组合方式,满足建筑多样化的需求。     

一种新型组合蜂窝结构的轴向承载性能研究

轴向承载力是蜂窝结构重要的力学性能指标。提出一种基本胞元由菱形和圆形构成的新型组合蜂窝结构,围绕其轴向结构稳定性、整体刚度和强度三个方面展开研究。首先运用线性特征值屈曲分析方法,通过有限元数值模拟,实现了新型组合蜂窝的结构稳定性分析过程,并与菱形、正六边形、正八边形蜂窝结构的屈曲分析结果进行了比较;同时,以某型号电动车底盘中部甲板为例,验证了新型组合蜂窝夹芯结构在轴向载荷作用下的整体强度和刚度,并分析了不同胞元壁厚对夹芯整体强度和刚度的影响。结果表明,新型组合蜂窝具有良好的轴向结构稳定性,且其夹芯层整体刚性和强度较好,轴向承载力强,是综合力学性能较优的创新构型。     

塔式起重机的金属结构设计与分析

基于有限元技术,利用有限元分析软件ANSYS对塔式起重机金属结构进行有限元建模分析,对建模中的结构简化、塔机载荷选择等进行了探讨和分析,并在此基础上对塔式起重机进行有限元求解分析,从分析中得到关于塔机强度、刚度、稳定性等信息。     

多载荷工况下塔式起重机的强度、刚度和安全裕度

基于有限元参数化建模技术,运用Ansys中的APDL程序语言编写了塔式起重机整机金属结构命令流,在自重、起升载荷、风载荷等共同作用下选择3种危险工况,进行结构强度、刚度有限元分析,得到塔式起重机结构最大应力发生的位置和变形最大出现的位置。对整机结构稳定性进行了研究,得到不同工况下的临界极限载荷,来确定塔式起重机不同工况下的安全裕度。     

一种雷达天线阵面结构的力学有限元分析

天线是雷达的核心组成部分,其反射面精度与雷达系统的性能密切相关,而反射面精度主要取决于天线结构的刚度和天线在极限载荷下不损坏时所具有的强度,因此对天线结构的力学刚强度分析尤为重要。以某雷达天线为例,从实际的技术指标出发,通过力学有限元分析得到天线在工作状态下的理论变形数据和极限载荷下的应力云图。根据理论变形数据,优化天线结构,使天线反射面精度满足刚度设计要求。根据极限载荷下的应力云图,分析得到天线结构满足强度设计要求。此外,对天线撑杆进行稳定性校核,进一步验证了天线结构性能良好。     

基于叶素-动量理论及有限元方法的风力机叶片载荷分析和强度计算

风力机叶片是整个风力发电机组的核心部件,其结构需保证风力机可以有足够的刚度、强度和稳定性.风力机叶片所受载荷是强度分析的关键.运用CATIA对风力机叶片进行三维建模,得到叶片的外型参数.基于叶素-动量理论(BEM)对风力机在正常工况下所受到的载荷进行分析和计算,并利用有限元软件(ANSYS)对其进行应力分析,得到了叶片上的应力分布规律,并对其进行了强度校核.分析结果可为风力机叶片载荷研究做参考.     

小型商用车后钢板弹簧设计方法研究

以某小型商用车后钢板弹簧设计为例,基于常用的CAD软件UGNX/CAXA CAD与办公软件WPS,提出一种以整车总布置要求为依据,满足整车操纵稳定性、行驶平顺性要求为前提的钢板弹簧设计计算方法,分析板片刚度和强度计算时采用共同曲率法和集中载荷法的各自优势和缺点,给出采用共同曲率法计算主簧及合成簧刚度时的修正系数。该方法通过对后钢板弹簧的刚度曲线和侧倾运动关系分析及刚度和强度校核计算,可以快捷、方便、准确的设计计算出满足整车总布置、整车操纵稳定性、行驶平顺性和安全可靠性要求的后钢板弹簧结构。该方法在计算板片刚度时采用共同曲率法结合刚度修正系数进行板片刚度的计算,在计算板片强度时采用集中载荷法计算,强度校核采用常用弹簧钢60Si2Mn时满载应力不大于550 MPa,极限载荷时应力不大于1100 MPa进行。对该方法进行实例计算分析,以及台架性能测试、台架耐久疲劳测试和整车操纵稳定性测试、行驶平顺性测试、道路可靠性测试,结果能快速计算出钢板弹簧结构。该方法切实可行性,而且计算式简单,计算工作量少,所使用的计算程序和制图软件都是常用的计算机软件,容易推广应用。     

通用桥式起重机金属结构设计与验证

首先介绍了金属结构在起重机领域的重要性,根据桥式起重机金属结构载荷与载荷组合表对其结构基于许用应力法设计中的载荷计算作了详细介绍。分析了在桥式起重机结构设计中主梁截面所需验证的危险点以及对应的强度、刚度及稳定性,并对其进行了结构验证。应用实例分析表明,起重机金属结构的载荷与载荷组合表对起重机的结构设计及验证起到了重要作用。     

空中吊挂列车车体静强度试验加载装置

介绍了一种空中吊挂列车车体静强度试验加载装置,此装置结构简单,操作方便,在高度和宽度方向上可以调节,可满足对车体进行拉伸、压缩和垂向载荷试验。同时,在车体安装部位可以更换不同的接口过渡装置,满足不同车辆的试验需求。本试验装置可真实地模拟车体的受力状态,使得试验中获得的数据准确可靠,并可准确评价空中吊挂列车车体的强度和刚度。     

全圆针梁台车结构设计与校核

主要针对水工隧道施工设计了一套全圆针梁台车,并对其整体结构进行校核。运用有限元软件ANSYS合理简化分块建模,分析不同工况、不同载荷情况下模板面板及其加劲肋、框架横纵梁、底模架及立柱等的强度及位移,其整体及局部稳定性和强度刚度均满足设计要求。     

ZK1100RR倒三轮运动型汽车车身骨架强度刚度分析

车身骨架作为倒三轮运动型汽车主要的承载部件,受多种载荷作用,其强度刚度直接影响整车寿命,因此对车身骨架结构强度刚度的分析研究是非常必要的。以ZK1100RR倒三轮运动型汽车为例,选取两种典型工况对车身骨架结构进行强度刚度分析,并对分析结果进行评价,提出改进设计方案。     

钢板热处理前标识设备支撑横梁的强度分析及优化设计

支撑横梁作为钢板热处理前标识设备的主要支撑部件,其强度、刚度和稳定性直接影响着标示效果。运用Pro/ENGINEER软件设计并建立了横梁结构的三维模型,根据支撑横梁的实际受力情况,设置相应的载荷和边界条件,建立起横梁基于ANSYS Workbench的有限元模型,对横梁进行了两种极限工况下的静强度分析和模态分析,计算出其最大变形、最大应力和前8阶模态频率,经校核横梁可以较好地满足强度要求。为了使横梁达到轻量化的目标,应用多目标优化及响应曲面相结合的方法,以质量轻和1阶固频高为优化目标,以强度、刚度要求为约束条件,完成了横梁结构的优化设计,结果表明:优化后的横梁结构依旧满足强度、刚度及稳定性要求,总质量降低了36.97%。     

全复合材料轻型飞艇吊舱的设计研究

从总体布局、材料选取、结构设计及载荷分析等方面详细阐述了全复合材料轻型飞艇吊舱的研制。飞艇吊舱是体积较大的外挂结构,从外挂受力特点出发,充分运用了复合材料夹层结构高刚度/质量比的特性,合理地进行结构设计布局,很好地解决了大尺度复合材料结构的刚度问题。通过有限元分析和静力试验对舱体结构进行静强度、刚度验证。计算及试验结果表明全复合材料轻型飞艇吊舱满足强度、刚度设计要求,结构质量比预定质量节省10%,从而可以增加有效任务载荷或减少浮囊体积。     

轻载长悬臂桁架结构的优化设计

以轻载长悬臂桁架为研究对象,分析其受力特征,建立以结构总质量为优化目标,以结构强度、刚度、局部稳定性等为约束条件的数学优化模型;通过Design Exploration工具对局部求解区间内的弦杆与腹杆外径寻优求解,得到相同结构、不同载荷条件下的优化解及灵敏度分析图,结果表明:增大弦杆外径可有效提高桁架整体结构强度和刚度,但腹杆对结构刚度和强度的影响效果较复杂,该结论对结构改进与类似结构设计具有一定的指导意义.最后对优化求解后的桁架结构进行有限元分析,由最大组合应力云图和总变形云图可知,优化后的桁架能满足设计要求且结构材料得到了充分利用,该设计方法较传统设计方法效率更高、设计结果更合理.     

基于改进遗传算法的架廊机主梁结构优化

为了在保证架廊机强度、刚度和侧向屈曲稳定性等基础上,减小架廊机的自身质量,文中基于改进遗传算法对架廊机主梁结构进行了优化设计与力学性能分析。通过对架廊机主梁载荷工况分析,在ABAQUS软件平台上建立了主梁有限元模型,对优化前主梁的强度和刚度进行了分析。在此基础上,以单节段主梁为研究对象,采用基于精英策略的改进遗传算法建立了主梁结构优化模型,通过MATLAB软件求解获得了优化后的主梁横截面几何参数。最后,建立了优化后主梁的有限元模型并进行受力分析。结果表明：通过结构优化设计实现了主梁自身质量减小11.5%,同时保证了主梁的强度和刚度等性能,满足架廊机的设计要求。     

CRH3型动车组中间车车体结构强度分析

在充分了解分析CRH3铝合金中间车车体结构和材料力学性能的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建立车体有限元模型,参照相应规范,对车体在垂直载荷、纵向压缩、拉伸、气动及合成载荷工况作用下的强度和刚度进行校核,并为铝合金车体结构的改进和优化设计提供依据。得出结论：车体强度、刚度满足要求。此外还对铝合金设计中应注意的问题提出了有价值的建议。     

CRH3型动车组中间车车体结构强度分析

在充分了解分析CRH3铝合金中间车车体结构和材料力学性能的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建立车体有限元模型,参照相应规范,对车体在垂直载荷、纵向压缩、拉伸、气动及合成载荷工况作用下的强度和刚度进行校核,并为铝合金车体结构的改进和优化设计提供依据。得出结论：车体强度、刚度满足要求。此外还对铝合金设计中应注意的问题提出了有价值的建议。