柔性基材边沿导向装置的设计及分析

综合运用机械、液压与气动及光电传感技术的先进性,介绍了柔性基材在工业生产和加工过程中的边沿导向装置的设计、过程编偏量的计算,对其纠编原理进行了简单分析。     

基于碰撞安全性的可导向防撞垫设计

针对目前可导向防撞垫的吸能单元在碰撞变形过程中挤压两侧波形板而导致波形板散落造成二次损伤的现状,从而提出了一种\"H\"型的吸能单元构型。根据我国《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01-2013)评价标准,设计了一种满足80 km/h碰撞速度的TA级可导向防撞垫,并通过建立车辆-防撞垫有限元仿真模型结合碰撞仿真试验,对TA级可导向防撞垫的碰撞安全性进行综合分析。结果表明,仿真计算所得车辆运行轨迹没有出现侧翻、攀爬和骑跨等现象,各碰撞工况车体的最大加速度分别为:17. 3g、16. 5g、14. 6g、8. 1g,满足碰撞安全性法规的评定标准要求。     

汽车防撞装置的设计

采用系统工程设计思想,在不破坏或稍微改动汽车原有机械系统结构的基础上,设计一套性价比较高的汽车防撞装置,对该装置的工作原理、总体结构、控制电路设计、软件设计及执行机构的设计进行了详细论述。     

货车后置防撞垫轻量化设计

货车后置防撞垫是针对养护公路专用车的一种外挂防撞装备,主要用于减轻追尾碰撞带来的伤害.本论文利用正交试验法,以多工况碰撞下车体的x、y、z三方向的最大加速度作为评价指标,对后置防撞垫吸能盒截面参数进行尺寸优化.最后,进行多工况碰撞下优化前后后置防撞垫的仿真分析,结果表明优化后的后置防撞垫较优化前缓冲性能更优.     

一种汽车防撞装置的设计

随着我国社会经济的不断发展,交通安全也成为越来越重要的一系列社会问题。结合我国高速公路、驾驶习惯及现有传感器的技术状况,设计了适合于中国高速公路及现实国情的汽车红外激光智能防撞装置。该装置安装在车辆前部,对本车与前车进行持续监视,在有险情发生前,及时发出报警声音,提醒驾驶员注意并采取减速或制动措施,从而达到有效预防追尾碰撞事故发生的目的。     

红外防撞装置在起重机保护系统中的应用

本文简要介绍红外防撞装置在起重机保护系统中的设置、安装及调整方法。     

基于极小曲面夹层结构的新型高速公路防撞垫设计研究

针对传统防撞垫结构对车辆造成的碰撞力过大问题,设计了一种基于单周期极小曲面(Singly Periodic Minimal Surface, SPMS)的夹层结构的新型可导向防撞垫。首先,利用Mathematica探究了SPMS隐函数表达式中a、b、c三个参数的改变对结构形式的影响规律。然后,对SPMS结构进行准静态压缩有限元仿真。最后,建立车辆-防撞垫碰撞模型系统,在100 km/h的车速下进行了实车碰撞仿真。研究结果表明：参数a、b的改变会使结构呈现周期性旋转对称变化,参数c的改变会改变SPMS结构亏格的大小,最终确定参数a、b、c的最优值分别为1、0.3、0。通过实车碰撞模拟,与传统防撞垫相比,新型防撞垫在正碰、侧碰工况下,峰值碰撞力分别下降了37.5%和18.8%。该新型防撞垫能够有效降低碰撞力,同时吸收冲击破坏下的巨大能量,具有良好的工程借鉴价值。     

涡旋柔性弹簧型线设计及有限元分析

提出了广泛用于小型低温制冷机上直线压缩机中涡旋柔性弹簧型线设计方法。利用基本的圆渐开线方程，通过调整基圆半径、渐开线节距、渐开线发生角、涡旋体槽宽、涡旋体圈数、渐开线的渐开角以及涡旋槽在空间的分布，来实现柔性弹簧型线的设计。为了分析柔性弹簧的各项性能，建立了有限元应力分析模型，通过有限元软件平台，对广泛使用的牛津型型线的柔性弹簧进行了数值分析，并将分析结果与实验数据进行了对比，证明了有限元方法的有效性。根据不同的实际性能要求设计出了不同型线的柔性弹簧。通过分析得出了弹簧几何特征与弹簧刚度之间的关系。     

基于拓扑优化的TS级可导向防撞垫设计

为解决现有可导向防撞垫设计方法单一的问题,设计出符合当前法规要求的可导向防撞垫,以耐撞性拓扑优化方法为基础方法,通过建立汽车-防撞垫模型并对其正碰工况下进行拓扑优化分析,从中提取出吸能单元的基础构型,以正碰时汽车质心加速度大小作为评价指标,采用正交设计和稳健性设计方法对吸能单元的尺寸做出进一步优化,最终得到吸能单元的最优尺寸。仿真试验结果表明,以耐撞性拓扑优化为基础的设计方法行之有效,所设计出的TS级可导向防撞垫符合现行要求。     

基于仿生学的柔性抓取装置设计

为应对海参需求量的增加,提高捕捞海参机械化程度,对海参抓取装置进行仿生设计。以刺参为抓取目标,提出抓取装置设计要求;将多棘海盘车作为仿生对象,基于系统结构仿生方法进行形态特征提取,并与功能进行耦合,以刺参形态特征为设计变量建立了3腔室、4腔室和5腔室的柔性抓取装置模型;通过有限元软件ABAQUS对手指单元抓取不同规格的刺参进行静力学仿真分析,给出腔室数、刺参尺寸、气压和抓力间的函数关系。结果表明：在满足抓取要求的前提下,4腔室需要的气压值范围为7.68～38.31 kPa, 5腔室需要的气压值范围为7.66～37.47 kPa, 5腔室相比4腔室,最低气压下降0.2%,最高气压下降2.2%。可见,设计的5腔室柔性抓取装置满足设计要求,可为海参柔性抓取装置的设计提供依据。     

转化器蒸汽发生器挠性薄管板的设计及制造

利用有限单元分析法,对转化器蒸汽发生器的挠性薄管板建立了包括管箱、壳体和换热管等元件的模型。依照JB 4732-1995《钢制压力容器---分析设计标准》（2005确认版）中的4种工况对该管板进行了分析评定;同时,根据GB 151-1999《管壳式换热器》对换热管与管板连接的拉脱力进行了评定。     

柔性薄管板换热器的结构分析与优化

运用ANSYS对采用柔性薄管板的换热器建立了热分析与结构分析的有限元模型,分析了柔性薄管板的温度场及应力场,得出了管板上的应力分布及最大应力发生部位。根据应力分析结果对影响管板应力的主要结构参数如管板厚度、换热管中心距、不布管区宽度、管板与壳体连接处的转角结构和转角半径进行了分析优化,得到了较合理的设计结果。     

基于柔性铰链机构的谐振式微加速度计设计制作

为设计制作高灵敏度、高稳定性的谐振式微加速度计,基于微制作工艺,采用柔性铰链机构和双端固定音叉谐振器设计了微加速度计结构;分别用解析法和有限元方法分析了加速度计的理论灵敏度,同时进行了谐振器结构优化设计;根据检测原理设计制作了测试用电路板,给出了开环谐振频率测试结果以及闭环时加速度测试结果。测试结果表明所设计的谐振式加速度计工作稳定,灵敏度约为55.03Hz/g,分辨力约为182×10-6g。     

基于灵敏度分析的静电传感器优化设计

对用于金属接触损伤监测的静电传感器进行了优化设计研究.利用高斯定律建立了传感器静电感应的解析模型,利用有限元分析方法获得了静电传感器的灵敏度空间分布规律.并在此基础上.,针对不同的设计参数进行了有限元仿真分析,得出设计参数(感应面半径、屏蔽罩厚度、屏蔽罩内径、绝缘体介电常数、感应面内缩长度)对灵敏度空间分布的影响,并在试验台上验证了不同设计参数对接触损伤静电信号的影响,为传感器优化设计提供了依据.     

基于AutoCAD面向对象的轻型钢结构有限元分析

提出了一种基于AutoCAD面向对象技术的轻型钢结构有限元分析方法。首先采用面向对象的技术建立轻型钢结构的计算机表示模型,在利用ObjectARX2000开发平台实现三维钢结构的结构自动设计的基础上,直接访问AutoCAD的数据库,提取并计算有限元的必要数据,利用面向对象的方法构建有限元分析所需要的类。最后,进行了实例化。     

基于有限元法的柔性转子虚拟动平衡研究

为了有效地降低回转机械由于质量不平衡引起的振动故障，基于转子动力学理论和有限元数值分析方法，进行了柔性转子系统虚拟动平衡研究。提出了若干种降低系统振动的平衡方案，并分别对平衡结果进行了有限元数值仿真，以寻找最优的平衡方案。实验验证了虚拟动平衡提出的最优平衡方案，该方法可最大限度地降低旋转机械系统实际动平衡过程的启动试机次数。     

基于ANSYS的电气柜体强度与模态分析

采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某机车电气柜体及其过渡梁的有限元模型,根据有限元法对其进行了静强度分析,得到了整体结构的变形及应力分布.然后采用Block Lanczos法对该电气柜体及其过渡梁进行了模态分析,得到了其低阶固有频率及其相应的振型和振型动画,找出了结构振动薄弱部位,并对其进行了优化.这为结构优化设计以及深入的动力学分析和疲劳分析提供了依据.     

基于有限元法和HAM法的转向系统优化

针对某款国产微车转向盘怠速抖动问题,在应用有限元技术进行分析找出主要原因后,首先基于转向系统的模态振型和相关工程经验通过修改相关结构来提高系统的一阶模态,然后利用基于混合近似模型的自适应全局最优化方法(HAM法)在系统总质量基本不增加的前提下优化部件的厚度,进一步提高整体的一阶模态。通过有限元仿真和试验验证,转向盘怠速抖动问题得到了改善。研究结果表明,优化设计中有效结合有限元法和HAM法具有较好的工程应用前景。     

有限元法的应用现状研究

有限元法(FEM：Finite Element Method)作为一种最有效的数值方法，在工程实际中得到了广泛、深入的应用。以应用为主线，首先回顾了FEM的发展历程，然后从FEM的应用过程和应用领域两个方面详细地论述了FEM应用的有关问题，并例举了相关的应用实例。最后总结了FEM的国内外应用现状及研究熟点问题。     

大型空间柔性梁的有限元动力学建模方法研究

在精确描述柔性梁变形的基础上,针对具有大范围运动的大型空间柔性结构的动力学建模方法进行了研究。首先利用有限元方法对空间柔性梁结构进行离散,导出其动能、势能及广义力,然后采用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程。该方程包含各个方向的变形、变形运动与大范围运动的相互耦合项。