基于MSC.Nastran/Patran的桁架结构强度自动校核技术

提出一种基于MSC.Nastran/Patran的桁架结构自动生成的方法。该方法在给定梁端点坐标、外部荷载及载荷点坐标、约束点和材料属性的条件下,根据桁架结构的坐标形式,分类定义了梁单元的方向,以空间直线的交点作为梁单元的分界,从而自动形成MSC.Nastran的完整有限元模型。通过MSC.Nastran计算,在MSC.Patran平台自动显示计算结果。实际应用表明,此方法在处理桁架结构自动生成的问题上具有可行性和有效性,为试验夹具的设计与定型提供理论支持。     

基于混合单元的压缩机覆盖件的固有频率分析

基于柳州某移动式压缩机生产调试和老化试验中出现门板因震动产生的噪声和焊接件变形开裂等问题。在结合有限元理论基础上提出利用有限元仿真软件对体单元、壳单元及壳梁单元三种不同的网格单元的门板结构固有频率进行分析计算,并采取实验手段对仿真结果分析比较。得出不同网格划分时门板结构在有限元分析中的运算特点,从数据的对比可以看出壳梁混合单元算法是解决此类门板结构件固有频率的最合理的算法。此方法为后续类似结构的有限元分析找到合理的网格划分依据,从而节省设计与分析的时间提高设计效率。     

新型悬拼式架桥机结构有限元分析

针对某新掣悬拼式架桥机,据其工作特点分析了结构的校核工况与计算裁荷,运用通用有限元软件建立了主桁架及其他主要构件的有限元模型。通过施加合理的约束和载荷,提取主桁架计算的最大支反力以校核支腿等构件,完成整机结构刚度和强度的仿真计算,可为类似复杂结构的设计校核提供借签。     

基于内聚力模型的夹层玻璃冲击破坏仿真分析

夹层玻璃冲击破坏特性的研究对于风挡玻璃设计、行人保护及交通事故再现具有重要意义。针对传统有限元方法不能有效描述脆性材料冲击破坏的问题,在介绍双线性内聚力模型基本理论的基础上,建立适用于夹层玻璃冲击破坏现象的有限元模型,使用已嵌入内聚力模型的有限元软件LS-DYNA仿真分析夹层玻璃的冲击破坏过程。同时,设计简易夹层玻璃板落锤试验装置,以评价仿真分析结果。夹层玻璃板的裂纹分布和冲击加速度的仿真与试验结果的良好一致性,验证了内聚力模型与仿真分析方法的有效性。     

基于Ansys的推土机平衡梁有限元分析与结构改进研究

介绍国内推土机平衡梁现状,对比焊接式和铸钢件平衡梁的优缺点和制造工艺,对平衡梁的作业工况及受力进行了研究。应用Pro/E和Ansys对焊接式平衡梁进行三维建模和有限元分析。基于分析及现状重新设计,得到了铸钢件平衡梁,并进行模型建立和有限元分析。基于结果对结构优化设计,得到新结构平衡梁,建立模型并进行有限元分析和静强度校核。得到了最优的平衡梁结构。对平衡梁进行静载应力实验,实验结果与有限元分析结果相吻合,证实分析结果是准确的。将三种结构平衡梁多个项目进行对比,对比结果为类似结构产品的开发提供了思路和依据。     

桁架结构有限元及试验模态分析

在ABAQUS软件中分别用梁单元和壳单元建立了桁架有限元模型,并利用有限元模态分析得到其低阶固有频率和振型。同时采用锤激法对中间节臂架进行了试验模态分析,利用LMS PolyMAX分析方法对试验结果进行了处理,并与有限元模态分析结果比较。结果表明:两种简化模型的有限元模态分析与试验结果相吻合,频率误差均在10%以内,验证了有限元模型的正确性和可靠性,确保了臂架系统有限元分析的准确性。     

基于固支-简支屈曲梁的旋转驱动双稳态柔顺机构

与传统刚体机构不同,柔顺机构通过构件变形可实现位移和力的传递与转换,这可大大减少摩擦、润滑和装配。由于具有结构简单、变形大、易于加工等特点,双稳态屈曲梁成为常见的柔顺机构设计单元,在能量吸收、软体机器人、能量收集等领域被广泛应用。以固支-简支双稳态屈曲梁为研究对象,设计一种新型旋转驱动的双稳态柔顺机构。首先,基于能量法建立分析模型,用于分析双稳态屈曲梁在简支端旋转驱动下的跳变特性,预测屈曲梁的力矩-角度曲线和变形过程,并通过有限元模型和实验结果验证了分析模型的有效性;其次,利用分析模型、有限元模型和实验分析了预压缩量和几何参数对于双稳态屈曲梁力矩-角度曲线和最大力矩的影响;最后,基于双稳态屈曲梁的研究结果设计旋转驱动的双稳态柔顺机构并对其跳变行为进行有限元分析和实验验证。     

基于数值仿真的小型电动振动台辅助支撑的设计与性能分析

针对某小型电动振动台,设计一种具有合理振动属性的辅助支撑,使其能够应用于具有较大尺寸对象的振动测试。基于数值仿真方法对现有桁架结构辅助支撑进行有限元建模,数值分析结果与实验具有一致性,验证了采用壳体单元、实体单元、MPC进行混合建模的合理性。进而结合传统设计方法,采用方钢的矩形结构、三角形结构、梯形结构,设计出多桁架结构的新型辅助支撑,基于前述已验证合理的有限元建模与计算方法,分别研究其在静态工作环境下各个方向抵抗变形的能力、动态工作环境下的振动特性、以及瞬态冲击下对振动台附件的动态干涉和其所受的最大应力。分析结果表明,设计的新型辅助支撑吻合最初的设计期望,且其设计和研究方法,可为其它小型振动台提供较完善的辅助支撑设计研究思路,具有一定的工程意义。     

自适应桁架结构振动控制及其PCL仿真

研究了以PZT压电堆式主动构件为作动器的自适应桁架结构的振动控制问题。分别采用位移反馈和仿人智能控制律进行结构主动振动控制设计,并基于有限元模型,采用时域内New-mark-Bete数值积分求解结构控制系统微分方程的方法,在PATRAN/NASTRAN中利用其二次开发语言Patran Command Language(PCL)建立了通用的结构控制仿真平台,并给出了对四梭柱自适应桁架结构的振动控制仿真和实验结果。仿真和实验均使结构振幅降低了90%以上,证明控制方法效果良好,仿真手段准确可行。     

基于APDL的圆管带式输送机桁架梁优化设计

利用Ansys参数化设计语言APDL建立了圆管带式输送机桁架梁结构的参数化有限元模型,用有限元方法对其结构进行受力分析,借助Ansys软件的结构优化模块,对其结构进行优化设计,对圆管带式输送机桁架梁的轻量化研究具有一定的实际指导意义。     

薄壁深沟球轴承负荷分布及寿命研究

经典滚动轴承负荷分布的研究大多基于刚性套圈支承的假设,但用于柔性套圈支承的薄壁轴承存在较大误差。基于有限元分析软件ANSYS建立了薄壁深沟球轴承三维有限元分析模型,考虑外圈受载后弯曲变形对滚动体负荷分布的影响,分析载荷参数,轴孔配合间隙及滚动体个数等对轴承滚动体负荷及寿命的影响规律,分析结果与实验结果吻合度较高,说明运用该有限元方法对柔性支承套圈轴承进行性能分析是合理的,为进一步的性能分析及结构优化提供可靠的参考依据。     

JC40石油钻机绞车滚筒体的有限元分析

运用ANSYS软件,建立了JC40绞车滚筒体的有限元模型,运用三维Solid63壳单元模拟滚筒体结构的各个部件,在设计载荷作用下,对该滚筒体进行了静力特性分析,准确、直观地得到了滚筒体在载荷作用下的应力和应变。通过进行加载分析计算,对比滚筒体静力学校核与有限元分析,结果表明,滚筒体有限元分析与设计要求吻合,为滚筒体的强度计算提供了可靠依据,验证了有限元建模方法和计算方法的正确性。     

基于有限元法的行星传动不均载系数计算

建立了2K-H行星齿轮传动系统的有限元分析模型,并在模型中引入行星轮位置误差。运用有限元接触分析理论,通过有限元分析软件ANSYS计算分析了在一定载荷和不同行星轮位置误差下的行星轮齿的接触应力,进而得出2K-H行星齿轮传动系统的载荷不均系数。为行星传动系统的不均载系数计算提供了一种新的方法,并为进一步研究行星传动系统的均载规律提供参考。     

基于UG的圆柱直齿轮参数化建模及有限元分析

根据渐开线齿轮的成形原理,在UG环境下完成了圆柱直齿轮的参数化建模,根据振动力学及有限元理论在UG／Structure模块中建立了圆柱直齿轮的有限元模型,通过计算机仿真提取了前5阶的固有频率及振型,为改善齿轮零件的频率响应特性、工作中的可靠性提供了依据。     

基于CAE的QX1060车轮结构性能分析

以轻型车QX1060铝合金车轮为研究对象,详细叙述了车轮的设计过程。首先确定了车轮零件的类型和相关基本参数,然后运用UG软件对车轮零件进行三维建模。在ANSYS软件中,利用92号单元建立其有限元模型,分别就车轮承受胎压载荷、径向载荷、周向载荷、侧向载荷的工况进行模拟计算,得出了不同工况下车轮的应力和变形的大小和分布。计算结果表明,对车轮的有限元仿真分析是实现其设计的有效手段。     

功能振动载荷作用下民机发动机区域液压管路动力学响应研究

民机发动机正常工作时产生的功能振动载荷严重影响了该区域液压管路的安全性能和使用寿命,是民机液压管路设计重点考虑问题之一。针对ARJ21-700民机发动机区域某根液压管路,对其进行功能振动载荷作用下的动力学响应分析。基于传递矩阵法,建立液压管路动力学数学模型;采用ABAQUS有限元软件建立液压管路有限元模型,对其进行模态分析和在功能振动载荷作用下的振动响应分析,得到管路固有频率和应力响应规律;对管路危险部位疲劳寿命进行预估。最后,通过理论计算、仿真分析和试验,验证了液压管路动力学数学模型和有限元模型的正确性,研究结果为民机发动机区域液压管路设计及优化提供了理论参考。     

虚拟应变测试技术在门座起重机上的应用

为了得到任意臂架幅度门座起重机在任意载重下的应力和应变,对不同工况下不同臂架位置的门座起重机模型进行有限元分析,提出了一种从有限个静力分析结果计算任意臂架幅度在任意载重下应力应变的插值方法,计算结果和应力测试的结果进行比较验证。通过分析得出:计算的应变结果和实测的应变结果具有较好的一致性,有限元分析具有较好的分析精度。     

渐开线直齿轮啮合过程中载荷及应力的计算机模拟

基于有限元法,提出了一种渐开线直齿轮在啮合过程中参数化模型的表达方法,建立了能随啮合过程变化自动调整接触区和整体模型的啮合轮齿有限元分析模型,采用有限元弹性接触分析方法对轮齿从啮入至啮出整个啮合周期的接触载荷分配及分布、应力分布的变化等进行了研究。采用该方法可实现用计算机模拟齿轮在啮合过程中载荷及应力的变化。     

基于CT图像的侧凸脊柱胸腰段及骶骨整体三维有限元模型的建立

探讨AIS患者的胸椎T1-T12、腰椎L1-L5及骶骨整体三维有限元模型建立方法,建立侧凸脊柱胸腰段及骶骨整体三维有限元模型.对患者进行螺旋CT扫描,获得特发性脊柱侧凸患者T1至骶骨整段DICOM格式的CT数据文件.通过图像、图形处理软件从CT数据中提取脊柱组织的轮廓信息,构建侧凸脊柱胸腰段及骶骨整体的三维几何模型,并与现有文献中的模型进行对比分析.所建模型包括皮质骨、松质骨、椎间盘、韧带等组织,共102371单元、132877节点.对比分析结果表明,同等边界条件下,利用该模型计算得到的脊柱各部位的应力和位移分布与文献中的结果基本吻合.所建立的胸腰骶整体脊柱的三维有限元模型是有效、可靠的,为特发性侧凸脊柱的生物力学特性研究及临床矫形治疗仿真提供数值分析平台,同时为患者个性化矫形支具设计的理论研究提供支持.     

加载螺旋锥齿轮接触轨迹变化规律的研究

螺旋锥齿轮的接触轨迹直接反映传动质量,基于加载接触有限元分析原理,给出螺旋锥齿轮有限元加载接触分析模型的构建方法,取一对三齿螺旋锥齿轮模型,研究在轻载和重载情况下轮齿的接触力变化情况,得到载荷对接触轨迹及传动误差的影响规律,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种设计方法与手段。