基于有限元对卸料机翻转框架的轻量化设计

目的以翻转框架为研究对象,采用有限元对其进行轻量化设计,在满足强度和工作性能的条件下最大程度地减轻其质量。方法针对翻转框架的实际工况,利用拓扑优化和尺寸优化对翻转框架进行轻量化设计。在满足工作性能和翻转框架强度的基础上,对在上料工况和极限工况下的翻转框架进行强度分析,基于分析结果,对翻转框架先后进行拓扑优化和尺寸优化,并对比分析优化前后翻转框架的强度情况。结果优化后的翻转框架强度满足要求,其减重幅度达到了17%。结论设计出的卸料机翻转框架结构满足其强度和工作性能的要求,并达到了较好的轻量化效果。     

瓶盖自动烫金机的结构设计与实现

目的为减轻工人劳动强度、确保操作安全、提高产品质量,设计开发一种针对瓶盖的自动烫金机。方法通过对瓶盖烫金工艺及烫金设备现状的分析和探讨,构建机器总体方案,制定工作流程,借助Solid Works和Caxa软件对机器的组成和结构进行设计和验证。结果通过改进上料机构,满足了对瓶盖上料速度和上料质量的要求;通过优化传送机构、转印烫头、运行机构等关键部件,保证了瓶盖的传送精度和瓶盖的烫金质量。结论实际使用表明,该机器设计合理、结构紧凑、效率高、操作安全、工作运行平稳可靠。     

新型20m桥梁检测车结构的有限元力学分析

针对设计的新型20 m桥梁检测车,利用Pro/E软件建立了4种工况下整车结构的实体模型,运用有限元软件ANSYS对建立的模型进行了静力和模态分析。开展对设计结构进行强度校核,找出了设计结构的危险部位,并综合分析结果提出了设计结构的加强建议。有限元力学分析为校核结构强度提供了重要的理论方法,分析结果为桥梁检测车的结构设计与实际生产提供了理论依据与技术支持。     

铬酸酐物料桶自动紧箍封盖机设计

目的 针对铬酸酐有腐蚀性与有毒有害性，及其手动封装环境给人身体带来安全隐患的问题，迫切需要设计一种安全、高效的铬酸酐物料桶封装工艺。方法 提出一种基于三坐标桁架的自动封装系统，其中机械臂实现自动抓取桶盖完成桶盖自动上料的工序，螺杆和螺母供料器由重力效应完成螺杆和螺母顺序供料的工序，螺栓封盖机构完成螺栓紧固物料桶桶盖的工序，从而实现三坐标绗架封装系统的自动封装功能，并通过数字模拟和试验的方式验证封装工艺的合理性。结果 在封装环节，精密设计的螺栓封盖机构实现了自动供货和高负载精确的螺栓封装工艺。设计的自动封装系统的封装速度高达1.2个/min，试验阶段封装成功率高达100%。结论 该设备结构合理，在保证铬酸酐物料封装质量的前提下，合理规避了人工生产带来的安全隐患，推动了化工企业的自动化进程，为桶的自动封装提供了一种解决方案。     

城市生活垃圾压缩设备的压头及箱体设计与分析

 针对目前城市生活垃圾压缩设备普遍存在压缩效果不够理想的问题,提出一种新型压头和箱体结构,给出一种压缩效果和密闭性较好的城市生活垃圾压缩方式．通过优化传统垃圾压缩设备压头的结构,设计一种推铲形新型压头装置,提高垃圾压缩设备的压缩倍数,改善垃圾的压缩效果．对现有压缩设备箱体的结构和污水排放口进行了改进,设计一种与推铲形压头相匹配的垃圾压缩设备新型箱体．采用有限元分析方法,对设计的推铲形压头装置和箱体进行了分析．分析结果表明,同目前垃圾压缩设备使用的平压头和楔形压头相比较,设计的推铲形压头具有更好的压缩效果,为城市生活垃圾压缩设备压缩装置的设计和制造提供了理论基础．     

自动硬币清分卷包机研制

目的为解决各类硬币自动整理、分类、包装问题,设计研究一种自动硬币清分卷包机。方法利用离心力将硬币有序上料,然后采用消极分类法分离硬币,进行清分,接着对清分后的硬币进行光电计数、移币定位、堆叠码垛,直至对硬币进行卷包。结果对关键部件进行了有限元受力分析,基于分析结果优化了结构,减小了变形,应用PLC控制系统完成了整机工作过程控制。结论利用PLC控制实现了设备机电一体化,提高了整机的适应性和可靠性。     

基于TRIZ理论的成垛浆粕上料机设计

目的针对目前成垛浆粕上料采用人工操作产生的劳动强度大、效率低、人力成本高的问题,设计一种成垛浆粕自动上料机。方法运用TRIZ理论的冲突解决原理进行成垛浆粕自动上料机设计,设计中对存在的问题进行归纳和分析,根据自动上料机的冲突矩阵,得到相应的创新设计原理,通过分析比较选择最佳原理解决设计中涉及到的技术冲突问题,并利用有限元软件对滑套进行力学分析。结果基于TRIZ理论设计的自动上料机可实现自动寻料、自动夹紧、自动提升、自动旋转、自动放料。结论该上料机完全取代了人工操作,生产效率提高了38%。     

某飞行器通用包装箱结构设计研究

目的 针对每种飞行器都需要设计专用的包装箱现状，设计一种新型通用化的包装箱，满足运输与起吊要求，可适应多种飞行器的使用。方法 根据设计要求进行了包装箱的结构设计，利用有限元分析方法与工程算法对运输工况、起吊工况进行分析，并进行可靠性、安全性、维修性和保障性分析。结果 得到了在运输与起吊最大质量产品工况下，包装箱钢骨架的最大应力分别为166 MPa和215 MPa，小于材料的屈服强度，满足强度要求，且具备较高的可靠性、安全性、维修性和保障性。结论 包装箱结构设计满足设计要求，可用于多种尺寸的飞行器运输，降低了设计成本。     

疲劳试验机的机架设计

本文针对负荷传感器疲劳试验需求提出了一种负荷传感器疲劳试验机的设计方案,然后利用有限元软件ANSYS对500k N疲劳试验机机架模拟实际工况下进行了有限元分析,对其进行强度分析,检查其受力情况,评估其安全性,确保设计合理可靠。     

MDQ350／1000·60型桁架式固定梁门式斗轮堆取料机的结构三维有限元计算

本文采用有限元法对一种大跨度、桁架式固定梁的新型门式斗轮堆取料机的结构进行强度、刚度计算分析,并以此为依据,对结构进行优化设计。实际运行证明,该设备的结构设计合理,力学性能、强度、刚性满足设计及使用要求。     

基于滤食特征的水面垃圾清理装备的仿生设计与评估

目的 探索海洋水面垃圾清理装备的仿生设计过程和模态分析的有效性。方法 前期采用自上而下的仿生学设计方法,分别模仿河蚌和火烈鸟的独特滤食结构,得出两种水面垃圾清理装备的仿生设计方案,并介绍了基本的设计流程;后期运用有限元方法对两种成果分别进行模态分析。结果 河蚌方案模型的一阶固有频率均低于30 Hz,满足设计要求;火烈鸟方案模型需改进后进行再次评价。结论 仿生设计方法可以为水面垃圾清理装备的设计过程提供参考。此外,采用有限元方法对产品外形、结构进行模态分析,具备有效性。整个设计与评估闭环过程,可以较好地指导仿生创新设计,实现产品的多样化创新。     

基于ANSYS的隔膜泵连杆的强度分析

隔膜泵属于新一代往复泵,是所在工艺系统的心脏设备,对其运行可靠性有很高要求,对其传动端的零件强度也有很高的要求。本文通过在三维CAD软件Solid Works中创建连杆的三维模型,用有限元分析软件ANSYS对其进行强度分析,对设计生产提供指导意义。     

基于Ansys的纸浆模塑成型设备吸浆模支架轻量化设计

目的利用有限元分析软件Ansys对纸浆模塑成型设备吸浆模支架进行轻量化设计。方法首先运用APDL建立了支架参数化有限元模型,对其进行了静力分析,结果表明,支架强度存在较大富裕,具有轻量化的优化空间;选取支架许用应力作为状态变量,支架总质量作为优化目标函数,基于Ansys Design Opt模块,采用一阶优化方法对支架进行了轻量化设计。结果优化后,支架总质量降低了33%,节约了生产成本。结论提出了纸浆模塑吸浆模支架结构轻量化的优化设计方案。     

剪叉式升降平台设计与有限元分析

目的针对市场上现有单级剪叉式升降平台的不足,提出一种可变幅面、可设定升降高度的剪叉式升降平台,设计其机械结构,并进行力学性能分析。方法利用三维建模软件SolidWorks对升降平台进行三维实体建模;利用有限元分析软件Ansys Workbench建立有限元模型,对其静态承载性能进行仿真分析。结果得到了该平台在特定载荷下,在升起且伸缩台板合上,升起且伸缩台板拉开,降下且伸缩台板合上,降下且伸缩台板拉开4种工作状态下的总体变形和等效应力情况。其中最大总体变形主要位于伸缩台板左边缘,上述4种工作状态下的最大总体变形分别为1.97,1.07,0.73,0.33 mm,都在允许范围内;最大等效应力出现在剪刀撑铰点附近,上述4种工作状态下的最大等效应力分别为47.51,40.10,185.34,170.02 MPa,均小于结构钢材料的屈服极限(235 MPa),强度满足要求。结论所提出的可变幅面、可设定升降高度的剪叉式升降平台,拓展了传统升降平台的功能。     

某型舰载电子机柜的减振器设计

为了提高电子机柜在工作中的可靠性与稳定性,除了加强电子机柜本身的强度设计,还可以采用整体的隔振缓冲系统来提高其抗振、抗冲击能力。结合无谐振原理设计一种舰载用的新型减振器结构并计算其结构参数,利用ANSYS Workbench建立有限元仿真模型,根据舰载环境下的振动和冲击特性对其进行有限元分析,最后通过环境振动和冲击试验对仿真分析结果进行验证,结果表明所设计的减振器满足舰载环境的振动和冲击要求,并可为以后的结构参数优化和新的减振器结构的设计提供参考。     

周转铝箱的轻量化设计

目的 以某周转铝箱作为研究对象,通过有限元分析方法和正交试验设计对周转铝箱进行轻量化设计,以解决结构强度设计过剩的问题。方法 利用有限元分析软件Ansys Workbench对周转铝箱进行堆码工况的仿真分析,通过2个失效准则对分析结果进行评价,基于正交试验设计优化方案,通过Matlab软件对优化方案进行数学模型的建立及计算。结果 通过仿真分析,第1阶模态载荷因子为6.98,基于失效准则,周转铝箱的安全余量较大。根据极差分析,以箱体自身质量为唯一指标,确定了周转铝箱箱体侧柱厚度尺寸对箱体自身质量的影响最大,继而通过Matlab进行数学模型的建立以及计算,轻量化方案在满足工况使用条件的同时箱体的自身质量减少了9.88%。结论 轻量化设计后的周转铝箱符合强度失效和稳定失效2个准则,且满足实际工况使用条件,进一步说明采用正交试验法和有限元分析法进行轻量化设计的方案是可行的,实现了成本的减少,也提高了材料的利用率。     

海底犁式挖沟机抱管组件研究

 海底犁式挖沟机是一种用于海底管道开沟铺设的专用水下作业设备,抱管组件是其中一个关键部件．它由提升机械手和导向装置组成,其主要功能是抓取和提升管道,并在犁铲挖沟时抱住管道,为挖沟机沿管线前进提供导向作用．对抱管组件进行了详细的结构设计,并对关键部件进行了力学分析和校核计算,验证了结构设计的合理性;然后对主要运动部件进行了动态仿真分析,证明抱管组件在开合过程中冲击较小;最后进行了犁式挖沟机试验样机的陆上试验,当牵引力为330 000 N,挖沟速度为0.06 m/s时,前后辊子的受力在理论值范围内．试验验证了犁式挖沟机抱管组件理论设计分析的正确性, 为进一步工程优化设计提供了依据．     

竹材切割机械臂及关键零部件设计仿真

目的 针对包装用竹材人造板制造中需要切割竹材的情况，设计一种无刷电机驱动的竹材切割机械臂，并设计其中往复锯的平衡机构，以平衡往复惯性力。对往复锯核心机构零件及内壳体进行强度校核，确保零件薄弱环节满足强度要求。方法 在SolidWorks中建立往复锯机构及其平衡机构，通过Adams仿真验证平衡机构平衡效果。在Ansys软件中，对往复锯核心零件及其平衡机构进行有限元分析，求得其最大主应力以进行强度校核，最后设计完成主材切割机械臂的设计。结果 Adams仿真表明往复锯剩余的往复惯性力极大值为7.564 2 N，平衡率为96.65%。Ansys有限元分析表明，各个零件的最大主应力最大值为70.645 MPa，远小于Q235许用应力值210 MPa。结论 文中设计的竹材切割机械臂中的往复锯，经平衡机构平衡后，剩余往复惯性力较小，其核心机构零件及内壳体满足强度要求，主材切割机械臂设计满足要求。