超高速水下航行体结构静动力特性分析

建立超高速水下航行体的有限元模型,针对超高速水下航行体受力特点,对航行体结构进行静力分析、屈曲分析和谐响应分析.数值计算结果表明,结构在轴向压力作用下最大应力值约为114Mpa,明显高于静水压力情况;空化器结构更容易发生屈曲失稳而导致结构破坏,其屈曲临界压力为54KN,临界航行速度为280m/s;当航行体尾部与空泡壁碰撞冲击频率为352HZ、400HZ、672HZ和704HZ时,超高速水下航行体壳体的变形和应力较大,容易发生结构破坏.     

基于拓扑优化的水下航行器壳体设计

为了能够有效地降低水下航行器耐压壳体的重量,以耐压壳体的概念设计为研究内容,使用ANSYS二次开发语言,对壳体进行了基于渐进结构法的拓扑优化方案,并对各方案作以比较,最终形成了拓扑优化后的耐压壳体设计方案。优化结果表明,其结构型式十分新颖,值得深入地探讨。     

模拟退火算法在水下航行器壳体设计中的应用

运用模拟退火算法 ,以水下航行器壳体的总质量最小为目标 ,对其结构参数进行全局优化设计。计算结果表明 :与常规优化方法相比 ,运用模拟退火算法可以求得全局最优解 ,并且具有一定的高效性     

水下航行器壳体外形优化设计

同时把阻力和噪声作为目标函数,建立了低阻低噪回转体形水下航行器外形的多目标优化设计数学模型。水洞试验数据和计算结果表明,优化外形阻力有较大降低,自噪声性能有一定改善。     

水下高速航行器壳体联结强度分析

随着超空化技术被用于水下航行器减阻提速,水下高速舷行器的结构设计也成为热点.为了确保在设计范围内航行器可以正常运行,采用分析软件ANSYS对水下高速舷行器壳体的卡箍连接强度进行了研究.考虑到实际问题的复杂性,首先建立了整个壳体的三维有限元模型,初步分析了壳体应力的大致分布;然后利用子模型技术以及非线性有限元技术,建立了壳体卡箍连接部位的有限元子模型,进一步分析了壳体间连接的接触强度.以有限的计算机资源,得到较为准确的结果.分析结果表明在常态下壳体结构联结强度较好,并进一步预估了壳体的极限载荷.为航行器壳体的结构设计以及优化提供了理论依据.     

变速器壳体拓扑优化设计分析

介绍了变速器壳体设计的一般原则,简述了结构拓扑优化设计技术的基本功能,以实际开发项目中的变速器壳体技术设计为例,介绍了变速器设计的基本要求,提供了变速器壳体设计的一些经验数据,并阐述了壳体材料的选择和结构的工艺性.采用有限元分析方法,对变速器壳体进行拓扑优化分析,通过不同的拓扑优化方法,分析了先进设计方法的实现方式,为实现变速器合理优化设计提供了依据.     

基于ANSYS Workbench水下航行器壳体的有限元分析

通过几何制图软件,建立了某水下航行器壳体的有限元数值模型;在有限元分析软件中,对该模型进行了应力及关键部位的模态分析;确定了该水下航行器壳体结构的最大应力和固有频率等相关数值信息,避免结构设计缺陷导致的应力集中及共振问题。缩短了研发时间,减少了设计人员的工作量,降低了研发成本;同时,给壳体结构的改进指明了方向,为实体的顺利生产提供了可靠的参考依据。     

无人水下航行器壳体流体动力的计算

采用计算流体力学方法对无人水下航行器壳体流体动力特性进行数值模拟与计算。计算结果与风洞试验结果对比表明,该方法对无人水下航行器壳体流体动力特性的预测精度较高。该研究成果对无人水下航行器的外形设计具有缩短周期,节约费用和降低风险的效果。     

基于整机降噪原则的变速箱壳体结构优化设计

随着人们对出行便捷的需求进一步增加,乘用汽车的需求量也越来越大。在此背景下,如何有效的提升汽车综合性能,就成为驾驶者重点关注内容。汽车运行的各项性能指标中,汽车噪声是一个重要的评价因素,变速箱内部结构的传动则是引发噪声的主要来源。文章从噪声产生的原因出发,分析噪声源评价的基本要求,提出变速箱壳体设计的优化措施。     

基于疲劳强度的铰链梁结构优化设计研究

以有限元法作为结构分析手段,建立金刚石六面顶压机的关键零部件——铰链梁的有限元力学模型和结构优化设计模型,在考虑疲劳强度的条什下,完成铰链梁的结构优化设计,为金刚石六面顶压机关键零部件的设计提供一套较为完整的设计方法和设计系统。同时,针对饺链梁的具体情况和特点,采用IGES数据交换标准,实现实体建模软件Pro／E和有限元分析软件ANSYS之间的有效数据交换,形成一个较为有效、完整的铰链梁CAD（computer aided design）／CAE（computer aided engineering）集成设计系统,为CAD（computer aided design）／CAE（computer aided engineering）／CAM（computer aided manufacture）系统集成研究提供有益的尝试。利用ANSYS的APDL参数化语言,编制铰链粱的结构优化设计程序ODPST,采用零阶优化方法进行铰链梁的结构优化设计,得到精确可靠的设计参数,有效提高铰链梁的抗疲劳性能和强度。     

基于逐步回归模型的汽车碰撞安全性多目标优化

汽车结构的耐撞性及碰撞吸能优化是现代汽车工业的重要研究内容。面对传统优化方法难以找到汽车结构耐撞性问题多目标参数最优解的难题,在汽车结构碰撞安全性问题的研究中,结合试验设计、响应表面模型和有限元仿真程序提出一种基于逐步回归模型的多目标优化设计方法。利用该方法对以汽车前端结构的加强件作为设计变量,以整车质量、脚踏板在碰撞过程中的侵入量和整车碰撞加速度积分值作为目标函数的汽车100%正面碰撞以及40%正面偏置碰撞的多目标优化问题进行仿真优化研究,结果表明该方法对于汽车结构碰撞安全性的优化具有明显的效果。     

基于有限元分析的数控机床床身结构动态优化设计方法研究

运用结构动态设计原理和有限元法(finite element method)的变量化分析技术,提出一种数控机床床身结构的动态设计方法和流程。结构的固有频率越高,其动、静刚度越好。以一立式加工中心床身为例,先提取床身的典型元结构和框架结构对其进行优化,在此基础上以床身结构固有频率为优化目标,以元结构和框架结构优化结果为依据,提出该床身结构若干改进方案,并对各方案进行比较分析。文中提出的方法可推广到其他结构的动态设计中。     

基于能量变分形式的频响系统的设计灵敏度分析

复杂结构系统的设计灵敏度分析及其优化是工程结构设计中的重要问题之一。利用连续介质动力学理论,得到基于能量变分法的设计灵敏度方程。以浮筏隔振系统为对象,计算动态频率响应对筏体厚度的灵敏度系数。首先采用有限元分析程序计算得到初始结构和伴随结构的动态响应,然后在后处理过程中,通过数值积分得到对结构位移的设计灵敏度。计算结果表明相对于中心差分法,用伴随变量法计算精度高,且克服了传统方法中需要计算质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵偏导的缺点。     

大型岸桥结构的轻量化技术研究及应用

大型岸边集装箱桥式起重机(简称岸桥)是重要的港口机械,钢材用量是影响岸桥成本的主要因素,因此,轻量化是岸桥设计制造的关键技术。首先建立岸桥的参数化动力学模型,分析岸桥的载荷特性,并进行有限元强度分析;在此基础上参数化提取金属结构中危险单元的应力和危险节点的变形,以强度、刚度和第一阶整体模态频率为约束条件,对岸桥金属结构进行轻量化设计,在满足设计要求的情况下得到岸桥的轻量化设计方案。优化结果表明,所提方法可以在不降低岸桥强度和刚度性能的条件下,岸桥钢结构重量减少5.75%,质量和应力分布更加均匀、合理,显著改善了经济性,同时计算得到的大梁的疲劳寿命也满足设计要求。     

STRUCTURAL ANALYSIS OF THE REFLECTING SURFACE SYSTEM OF A LARGE ASTRONOMICAL TELESCOPE

The reflecting Schmidt plate system of the large sky area multi-object fiber spectroscopic telescope (LAMOST) serves active optical correction with a reflecting surface of segmented mirror. An azimuth-altitude mounting is adopted with two self-aligning ball bearings for altitude axis and hydrostatic bearings for azimuth. With static and modal analyses, finite element modeling of the full Schmidt plate system is discussed. Conventional seismic response spectrum has been adapted for particular application for telescope engineering before a seismic response spectrum analysis is performed, and results have confirmed that the design of the reflecting Schmidt plate manifests good performance and can survive the seismic intensity of up to 7 magnitude specified by technical requirements.     

往复泵输液管道结构振动有限元法分析

泵的往复运动导致输液管道受多频率谐波激励。用有限元方法,建立管网系统结构振动分析模型,求得固有频率和振型分布,给出有工程实用价值的管道减振、消振的设计原则。     

枪弹底火的复杂多接触结构设计与分析

用三维非线性有限元分析方法，得到某小口径火炮机电两用底火模型应力应变精确的数值解。发现底火结构的应力分布在z方向有较明显的不均匀，而整个结构的应力呈轴对称分布。数值分析可以为我国底火的自主设计及结构优化提供依据，并进一步为三维微小复杂结构的分析提供经验和新思路。     

孔蚀对老旧飞机搭接件结构完整性的影响

通过对一架服役20多年的退役飞机分解检查,分析搭接件的腐蚀状况,发现搭接件外表面光滑,而搭接面腐蚀很严重。利用三维有限元法分析腐蚀产物的“楔人效应”,得到最大主应力点的位置,是可能的起裂点。通过分析不同尺寸的半球形蚀坑和不同长短半轴比值的半椭球形蚀孔应力应变分布的影响,探讨搭接件疲劳裂纹的可能扩展方向,讨论局部孔蚀对搭接件结构完整性的影响。