基于MSC.Patran的真空钎焊夹具设计

通过对腔体零件的液冷模块钎焊夹具需求分析,钎焊夹具设计需求为焊接过程中模块组件变形量在0.1mm之内,利用Autodesk Inventor进行模块组件和真空钎焊夹具的三维建模,应用MSC.Patran仿真软件对不同的温度场下钎焊夹具和模块组件的变形量进行分析,通过分析优化夹具设计,并用优化设计后的钎焊夹具进行真空钎焊实验,满足生产需求。     

相变诱发塑性钢板的非弹性回复行为及其对回弹的影响

分析相变诱发塑性钢板因塑性变形而引起的非弹性回复行为.通过相变诱发塑性钢板在不同应变水平下单向拉伸试验,对变形前后的微观组织进行扫描电镜金相观察,用位错理论对非弹性回复的机理进行分析,重点对相变诱发塑性钢板卸载后的应变回复的组成及其随塑性应变的变化规律进行详细的讨论,通过试验数据的拟合建立弹性模量模型.将该模型引入有限元软件中进行U形件的回弹仿真,并进行试验验证.研究表明:相变产物马氏体引起微观结构改变,导致相变诱发塑性钢板具有显著的非弹性回复行为;相变诱发塑性钢板卸载后的应变回复由弹性部分和非弹性部分组成,其中非弹性回复所占比例最高可达20%;采用建立的弹性模量模型的回弹仿真结果与试验值吻合较好.     

锂电池钢壳缩口工艺的有限元仿真

钢壳缩口是圆柱锂电池制程中段的一道关键工艺,目标是将入壳工艺后的钢壳缩口,以免内部结构脱出。缩口过程涉及影响因素多,变形过程复杂。文章以有限元仿真为工具,采用隐式求解算法,对钢壳缩口过程进行动力学仿真。完整模拟缩口工艺过程,获得钢壳的变形和回弹,指导夹具的动作时序优化和初始公差设定。确定导杆的受力和变形情况,校验工艺过程中的安全性。仿真结果表明,夹具松弛后,钢壳会有0.02 mm的回弹,夹具工作面设置+0.02～+0.04 mm的公差可抵消部分回弹量。导杆在整个过程中最大受力为2 738 N,无安全风险。该方法将缩口工艺过程可视化,为优化工艺参数提供了重要指导。     

基于ANSYS的铝制错列锯齿翅片成形回弹研究

以铝制错列锯齿翅片为研究对象,利用ANSYS/LS-DYNA非线性动力有限元求解功能,模拟了翅片成形过程与卸载后回弹变形的全过程,得到了成形过程中任意时刻各处的应力、应变和卸载后板料的回弹结果。研究翅片成形过程中压边力、板料厚度、冲压速度、刀具齿形组合、刀具圆角半径等对回弹的影响。利用回弹规律进行模具补偿设计,以此优化专用翅片成形机及模具的结构参数和工艺参数,从根本上提高铝制错列锯齿翅片的制造精度,为翅片的结构优化设计提供了可靠的依据。     

基于有限元形状优化夹具结构分析和改进设计

针对某夹具结构在应用中出现的强度问题,首先根据材料拉伸试验数据,把名义应力和应变转变成为真实应力、应变数据并对数据曲线进行了正规化处理。然后根据使用不同钢材,计算出结构工作时的等效应力以及卸载后的残余应力和变形情况。最后对夹具进行了形状优化,根据形状优化结果提出了夹具结构改进设计的建议。     

涡轮泵端面密封有限元仿真及贮存可靠性分析

为分析长期贮存条件下涡轮泵端面密封变形问题,采用有限元分析软件对涡轮泵端面密封静环组件过盈配合过程中的变形及长期贮存中的蠕变变形进行了分析计算;使用应变率硬化材料模型描述蠕变特性,得到了不同年限下密封组件应力应变和石墨环变形结果;利用广义强度应力模型方法对端面密封静环组件可靠性进行了评估;基于性能可靠性退化理论,利用有限元仿真数据对端面密封静环组件贮存可靠性变化规律进行了研究,得到了不同贮存年限下密封组件的可靠度。     

基于ANSYS的航空装备产品专用夹具设计分析

为了减少涡轮后盖组件加工时因夹具不稳定而引起的加工误差,根据后盖组件的结构特点和企业的工艺水平,设计了一种在加工中心上对后盖组件进行精确定位和装夹的专用夹具。详细阐述了该夹具的结构特点,并采用ANSYS对其进行静力学和模态分析。仿真结果表明该专用夹具的设计符合加工技术要求,安全可靠,达到了企业加工质量的要求。该研究方法与结果可为后续专用夹具的优化提供依据。     

金属C形环力学性能及密封特性分析

弹簧加强金属C形环是一种性能优良的静密封元件,为研究结构对C形环力学性能以及密封面接触特性的影响,建立弹簧加强金属C形环三维仿真模型,采用有限元方法分析C形环的压缩回弹特性。仿真结果与压缩回弹实验结果一致,验证了理论模型的正确性。分析C形环密封面上接触区域和接触压力的变化规律,讨论C形环结构对密封特性的影响。结果表明:在相同的载荷下,C形环卸载时的接触区域比加载时的大,表明在卸载阶段C形环在更低载荷下即可维持同等密封效果;螺旋弹簧使C形环具备良好的回弹性能,能更好地应对使用工况的波动;银层使法兰与密封环的接触界面实现良好密封,合金层起保护银层和平稳传递接触力的作用。     

7075铝板弹性模量退化行为研究及回弹预测

金属板材的弹性模量随塑性变形发生衰退,这一现象对板材成形中的回弹预测影响巨大。为研究7075高强铝板的弹性模量衰退规律,采用传统的循环加载试验进行弹性模量测试,同时借助DIC应变测量系统设计弯曲卸载试验进行测试。试验结果表明：弹性模量随塑性变形发生明显退化且衰退规律受材料变形所处的应力状态影响。将两种试验所得衰退规律用于C形梁成形过程中的有限元回弹仿真,仿真与试验的对比结果表明：弯曲卸载试验所得弹性模量衰退规律对C形梁回弹分析的结果明显优于循环加载试验所得规律的结果,四个回弹角的预测精度分别提高了42%、7%、40%和200%。     

易变形薄壁零件的数控铣床夹具设计与静动态分析

针对薄壁零件在数控加工中易变形不易加工的特点,结合被加工薄壁零件的结构及加工工艺特点,设计了专用数控铣床气动夹具。为保证夹具具有良好的静动态特性,对夹具工件系统进行了平面铣削和钻孔过程受力分析,并运用ANSYS Workbench软件进行了强度分析,结合夹具应力变形分布规律,对夹具进行了结构改进;同时对夹具工件系统进行了模态分析,并结合模态振型图提出了夹具结构改进方案。     

含硫化铁结核薄煤层采煤机行星组件优化设计

对采煤机截割部行星组件进行了研究.利用Pro/E,MATLAB,ADAMS,ANSYS,NSOFT构造的协同仿真环境,对摇臂系统进行了多体动力学仿真,计算出系统中构件所承受的载荷,编辑生成行星组件的载荷文件,并对行星组件做了有限元分析和疲劳寿命分析,得到行星组件的应力分布情况、变形情况、固有模态信息、频率响应曲线、疲劳寿命值,根据分析结果对行星组件进行结构优化.通过对优化后的行星组件模型的虚拟仿真,验证了模型的合理性,保证了富含硬结核体的薄煤层采煤机的成功研制.     

数控机床立柱结构有限元分析与优化设计研究

立柱是机床基本的零部件之一,其静动态特性对机床整机的性能有很大影响。为保证机床的静动态特性及工件的加工精度,运用SolidWorks三维软件和Ansysworkbench有限元分析软件时立柱进行了静力学分析和模态分析。根据仿真分析结果,针对立柱的薄弱环节进行相应的结构改进优化,并对改进后的立柱进行静动特性分析。仿真结果表明：改进后立柱的变形量减少了7．6％,一阶模态频率提高了27．4％,同时质量减小了26kg,静动态特性得到了明显提高。为数控机床静动态性能的提高提供了理论依据。     

考虑接触演变的板材回弹过程建模与优化

回弹是由工件在卸载后的弹性变形引起的。板料成形过程中为了控制成形件的最终形状,必须进行回弹设计优化。准确预测回弹对于板料成形过程的模具设计非常重要。降低回弹模拟结果与试验结果的偏差是设计过程中的难题。基于NUMISHEET’02的自由弯曲标准考题考虑板材与模具间的接触演变过程,建立了一个有限元模型来预测回弹。采用一个常规的优化方法对有限元分析中的材料和单元模型进行了分析,研究发现不同模型对回弹结果有较大影响。模拟结果与参考文献中的试验结果比较表明了模型的正确性和可行性。     

冷滚打成形中滚打深度与回弹规律的仿真

为了有效地控制回弹对成形件精度的影响,针对变形量与回弹量之间的关系进行研究。依据冷滚打成形的基本原理,应用ABAQUS软件建立了有限元动态仿真模型,通过仿真获得了不同滚打深度下成形齿槽截面在切向、轴向和径向的变形规律与回弹量。由于动态仿真后工件内部的力处于不平衡状态,不能直接进行回弹求解,所以在动态仿真结果的基础上建立了静态仿真模型,通过静态分析获得了不同滚打深度成形齿槽截面各部分在切向、轴向和径向的回弹规律。在改装的实验设备上进行冷滚打成形实验,获得了工件廓形,并将其与相同工艺条件下的仿真结果进行比较,验证了仿真结果的正确性,为有效控制回弹对成形精度的影响提供了参考。     

板材成形回弹数值分析的静力隐式方法

给出了板材成形加载过程，卸载过程数值模拟的静力隐式有限元方法，通过平衡迭代求解有限元方程，并采用隐式算法进行应力积分及接触压力计算，这种方法应力计算准确，因而回弹计算结果具有较高的精度，数值计算表明，纯弹性板大变形卸载后能够完全恢复到原始形状，说明该方法对几何非线性问题的分析是非常准确的，最后对板材柱面、球面成形的回弹进行了分析。     

基于机器视觉的静子组件点焊系统设计

针对压气机静子组件点焊加工过程中存在的自动化程度低、加工质量依赖于工人经验、精度低等问题,设计了一种基于机器视觉的静子组件点焊系统。首先,设计了点焊系统的硬件部分,它主要由机器人系统和视觉系统组成,并对其进行了手眼标定;然后,通过高精度匹配等算法对静子组件的焊缝进行了定位和纠偏;最后,进行了基于视觉的静子组件焊缝定位纠偏的实验分析。实验结果表明：该点焊系统能够实现高精度的焊缝定位纠偏,满足静子组件点焊加工的精度要求。     

正畸弓丝弯制特性分析及实验研究

对镍钛合金弓丝、β-钛合金弓丝、澳丝和国产不锈钢弓丝这4种正畸弓丝的弯制特性进行了分析。采用MSC.Marc有限元分析软件根据实际弯制方法建立弓丝弯制有限元模型并进行仿真分析,结合弯制实验得到4种正畸弓丝的回弹特性曲线,并对实验结果进行了对比。结果表明,镍钛合金弓丝、β-钛合金弓丝、澳丝和国产不锈钢弓丝这4种正畸弓丝的回弹性依次减小,回弹角随着弯制角度的增加而增大;有限元仿真结果和实验结果基本一致。采用弓丝弯制机器人在弓丝回弹特性的基础上进行弓丝弯制,固定夹具和移动夹具的距离t=2mm时的拟合曲线要优于t=10mm时的拟合曲线;因此在使用弓丝弯制机器人弯丝时要尽量减小固定夹具和移动夹具之间的距离。     

基于RobotStudio的机器人夹具动态更换系统仿真设计

以电机成品装配过程中机器人自动快换夹具为研究对象,基于SolidWorks三维建模,以及RobotStudio Smart组件,提出了一种机器人夹具动态更换仿真系统设计方案.首先对机器人末端夹具及外围设备进行三维实体建模,通过RobotStudio接口导入.stp或.sat格式文件,创建工具及机械装置,完成整个工作站的空间布局;然后依据实际系统工作流程,创建仿真运行I/O信号,进行了动态Smart组件的设计、工作站的逻辑连接,机器人离线编程,最终实现了机器人侧夹具动态更换仿真,完成了电机成品虚拟装配,可为从事机器人系统仿真工程技术人员提供一定参考.     

面向电弧放电加工的旋转冲液夹具模态分析及结构优化研究

根据电弧放电加工过程利用高速冲液流场对电弧进行有效控制的工作原理,设计了一套用于实现高速内冲液功能的旋转冲液夹具。旋转冲液夹具的动态特性对电弧放电加工的加工性能具有明显影响,因此,采用ANSYS有限元分析软件对冲液夹具进行模态仿真分析。仿真结果表明,冲液夹具在工作时会出现沿某些方向的剧烈振动,导致弹性部件发生较大的变形。分析仿真结果可知,通过改进材料属性和几何模型,可以减小弹性部件的振动变形,最终实现旋转冲液夹具的结构优化。     

基于真实载荷作用的碾铆夹具的布局优化

铆接目前已广泛应用于航天器制造领域,自动化铆接已经成为该领域的发展方向。碾铆夹具的布局对碾铆的精度及质量有着直接的影响。铆接过程中存在很大且方向循环变化的碾铆载荷,会影响碾铆夹具的稳定性。为此针对某型号芯轴组件进行研究,通过实验及计算得到铆接过程中轴向及径向的真实碾铆载荷。采用ANSYS Workbench仿真芯轴组件在真实载荷作用下的变形量。通过对比不同碾铆夹具布局的最大变形量,确定了最佳的碾铆夹具布局方案,并得到所应施加的夹紧力,为碾铆夹具的设计提供了依据。