土工离心机超重机器人Y轴横梁的变形计算与分析

对土工离心机超重机器人的重要部件-Y轴横梁进行了有限元分析。采用三维十节点四面体结构实体单元进行网格的划分,得到20888个单元和43220节点的有限元模型。计算了Y轴横梁在不同离心惯性力作用下168种工况的变形,考虑了离心惯性力方向的影响,得到机器人在受到不同离心惯性力时横梁的变形图。     

土工离心机超重机器人Y轴横梁的变形计算与分布

对土工离心机超重机器人的重要部件-Y轴横梁进行了有限元分析。采用三维十节点四面体结构实体单元进行网格的划分，得到20888个单元和43220节点的有限元模型。计算了Y轴横梁在不同离心惯性力作用下168种工况的变形，考虑了离心惯性力方向的影响，得到机器人在受到不同离心惯性力时横梁的变形图。     

双螺旋摆动油缸力学性能分析

介绍了一种新型的双螺旋摆动液压缸及其工作原理,运用三维建模软件Pro/E建立了双螺旋摆动液压缸的三维装配模型,并通过有限元分析软件Ansys-Workbench对关键部分两级螺旋副进行了有限元模型的建立及静力学仿真,通过仿真计算和理论计算的比较验证了模型的正确性,进而分析了不同的工作压力条件下螺旋副摩擦系数、螺纹线数等螺纹参数的变化对液压缸输出扭矩以及螺纹应力的影响关系,对实际工况下的摆动油缸参数的选择和结构的设计具有一定的参考意义。     

GS5200龙门五面加工中心横梁部件动态特性分析

针对GS5200龙门五面加工中心的横梁关键部件,通过建立三维有限元模型,在考虑重力和切削力作用下,计算出横梁部件的静态变形;利用有限元分析软件对该部件进行模态分析和动力响应分析,得到系统固有频率和各阶振型图,并进一步分析了结合面参数变化对横梁滑箱系统整体动态特性的影响,找出影响部件动态性能的薄弱环节.     

重载过盈锁紧液压缸锁紧刚度特性分析

重载过盈锁紧液压缸通过锁紧套与活塞杆之间过盈配合实现机械锁紧，具有锁紧刚度好、锁定精度高等显著优点。分析过盈锁紧液压缸工作原理及采用机械锁紧、液压锁紧时锁紧刚度的计算方法；建立过盈锁紧液压缸有限元模型，在活塞杆杆头轴向和径向施加不同载荷约束，仿真获得不同行程、不同载荷时过盈锁紧液压缸的应力应变特性，并与解析计算值进行对比分析。结果表明：重载过盈锁紧液压缸的机械锁紧刚度达4.7×10⁸ N/m,高出液压锁紧刚度一个数量级以上，40 t轴向载荷作用下轴向形变量不超过1 mm,径向载荷对过盈锁紧液压缸的形变量影响较大，有限元仿真结果与解析计算结果的最大误差在14%左右。为重载过盈锁紧液压缸的设计、研制和应用提供参考。     

上行式移动模架横梁结构有限元分析

以上行式移动模架横梁结构为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件进行仿真分析,分别建立横梁结构在开模和合模状态下的有限元模型,其中横梁和挂粱部分用板块单元进行模拟,销轴部分用实体单元进行模拟,选取最危险工况进行仿真.有限元分析计算表明,该横粱结构在最大受力状态下强度满足要求,能保证施工安全.     

钢板热处理前标识设备支撑横梁的强度分析及优化设计

支撑横梁作为钢板热处理前标识设备的主要支撑部件,其强度、刚度和稳定性直接影响着标示效果。运用Pro/ENGINEER软件设计并建立了横梁结构的三维模型,根据支撑横梁的实际受力情况,设置相应的载荷和边界条件,建立起横梁基于ANSYS Workbench的有限元模型,对横梁进行了两种极限工况下的静强度分析和模态分析,计算出其最大变形、最大应力和前8阶模态频率,经校核横梁可以较好地满足强度要求。为了使横梁达到轻量化的目标,应用多目标优化及响应曲面相结合的方法,以质量轻和1阶固频高为优化目标,以强度、刚度要求为约束条件,完成了横梁结构的优化设计,结果表明:优化后的横梁结构依旧满足强度、刚度及稳定性要求,总质量降低了36.97%。     

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。     

薄壁铝合金结构焊接应力变形数值模拟

实际结构焊接过程的三维数值模拟因为计算量大而往往难以进行。为了采用三维热弹塑性有限元方法对薄 壁铝合金结构的焊接过程进行数值模拟,提出了粘贴单元和混和单元两种网格划分技术相结合的单元划分方案进 行有限元建模,通过薄板对接模型试验验证了此方案的可行性,并研究了不同建模方案对计算效率的影响。将这 种单元划分方案应用到实际薄壁筒体结构焊接过程的数值模拟中,对焊接过程产生的残余应力和变形进行了成功 地预测。结果表明:对于薄壁构件,采用粘贴单元和混合单元相结合的单元划分方案可以在保证一定精度的前提 下,可大大减少有限元网格划分工作量,同时可降低计算规模,提高计算效率。     

口腔CT支架的设计与分析

目的 针对因口腔CT中C型臂重心与旋转轴线不重合造成在旋转扫描过程中支架变形不稳定,影响设备最终成像质量的问题,提出了一种支架设计方法。方法 通过叠加变形的方法建立计算模型,应用SymPy分析了因支架变形导致C型臂中心点位置最大偏移变化量随支架的立柱与横梁部分的惯性矩变化的曲面,研究了立柱惯性矩在特定值下偏移变化量随横梁惯性矩变化的曲线,最终确定支架结构参数。结果 根据参数对支架进行结构设计后进行有限元仿真分析,仿真结果表明,支架变形符合设计要求。结论 通过此设计方法不但提高了口腔CT支架的设计效率及质量,并且使口腔CT的重建成像质量得到进一步保证。     

基于有限元技术的运动稳定性实时仿真分析

提出利用有限元分析对机构运动过程进行实时仿真研究，模拟了存在弹性连接件系统的运动过程稳定性问题。采用弹性有限元分析技术，对模型系统的运动参数与力学参数进行了深入研究。通过一组弹簧连接的多体运动系统，介绍了实时仿真技术的实现方法与功能。分析结果表明，该方法能够有效地在设计阶段对结构的动力学性能进行预测与评价。在分析过程中，有限元法可以充分考虑运动系统的结构非线性与材料非线性对运动稳定性的影响，与传统的分析方法相比，该方法具有更高的建模精度，并且具有分析过程方便、简单，分析结果详细、形象等优点。     

有限元逆算法与板料成形工艺的评价

依据理想形变理论，研究开发了冲压成形过程模拟的有限元逆算法，根据变形体的整体塑性功取相对极值的条件，导出了塑算法有限元方程。提出了求逆算法初始解以及求解与给定形状的毛坯相对应的冲压件形状的迭代计算方法。采用有限元塑算法预测了与冲压件形状相对应的冲压件毛坯的展开形状，根据给定的板坯形状计算了冲压件最终构形及应变分布。分析计算实例表明，逆算法可用于对板料成形工艺方案进行快速评价，对冲压工艺参数进行优化。     

双向齿轮泵泵体裂纹分析及优化

为探究双向齿轮泵泵体发生裂纹的原因,对泵体进行金相分析与拉伸试验,并使用有限元分析软件ANSYS Workbench对泵体进行强度分析,同时使用着色法对泵体裂纹进行探伤;得到泵体材料化学成分和抗拉强度值、确定了最大应力点和泵体裂纹起始位置。结果表明,泵体材料符合标准要求,泵体裂纹起始位置在出油口内壁。为避免泵体裂纹的产生,提出5种结构优化方案,采用有限元仿真软件ANSYS Workbench确定方圆过渡方案为最优方案,经过试验验证后泵体没有裂纹出现。试验证明了优化结构方案的可行性,通过有限元仿真可以提高液压元件理论计算精度,缩短研发周期,节约研发成本。     

气动潜孔锤缓冲碟簧载荷特性仿真与实验

碟形弹簧的载荷变形关系直接影响潜孔锤系统振动特征。利用Muhr公式及有限元软件ANSYS分别对矩形截面、平行四边形截面缓冲碟形弹簧载荷变形特性进行计算。并对平行四边形截面碟形弹簧进行了实验。仿真与实验的结果显示,Muhr公式适用于矩形截面碟形弹簧。对于平行四边形截面碟形弹簧,应用Muhr公式计算会带来较大误差。变形量较大时,碟形弹簧载荷作用位置发生改变,考虑接触的有限元模型计算的结果与实验结果一致,因此,利用有限元法可以精确地数值模拟潜孔锤缓冲碟簧特性参数。     

高原条件下空投设备气囊系统缓冲过程研究

由于高原的空气密度、大气压力等与平原有较大差异,所以有必要对气囊系统的缓冲性能进行研究.由于空投中不可控因素的影响,采用实验方式进行空投设备落地过程的研究难以得到有效的结果.而且,由于实验方式花费较高,采用仿真方式具有较大优势.采用有限元方法,结合气体热力学理论,建立重型空投设备和缓冲气囊系统的有限元模型,并结合实验数据进行了验证.简要分析了空投设备落地缓冲过程的规律,进一步计算了高原条件下气囊系统的缓冲过程特点,研究结果对气囊系统的优化和设备结构改进设计具有一定的参考价值.     

基于UG的发动机支架强度分析

随着计算机软硬件的发展,有限元分析技术得到了广泛应用.将有限元应用于发动机支架分析,介绍了仿真分析的理论基础及有限元模型建立的一般过程,并运用UG软件对发动机支架进行强度分析.结果表明:发动机支架能够满足强度要求,为工程设计提供依据.     

基于等效模型的铰制孔螺栓力学设计与优化

文中在常规有限元仿真基础上,引入螺栓轴向刚度与剪切刚度,建立了包含简化螺栓模型的系统级有限元模型.通过仿真获得了螺栓的轴向载荷与剪切载荷,计算结果表明,不同螺栓的初始载荷分布严重不均衡.以螺栓轴向载荷方差最小为目标,针对螺栓布局开展优化.优化后的结果表明,螺栓最大承载降低了29.5％,螺栓强度、寿命均满足设计要求.相较...     

Reverse engineering in the construction of numerical simulation oriented patient-specific model of stented aortic arch aneurysm

Patient-specific models are widely used in hemodynamic simulations. The flow in the boundary layer changes so strongly that fine meshes in the boundary layer are required in numerical simulations, especially for the calculation of wall shear stress and its gradient. To precisely analyze hemodynamics, it is necessary to investigate the approaches to the reconstruction of a numerical simulation-oriented patient-specific model for aortic arch aneurysm that can perform particular meshing in the boundary layer. Based on a surface model of aortic arch aneurysm in STL format, reverse engineering concept was applied to reconstruct a solid model using CAD software Geomagic and Pro/E, and a simplified model of stent for the intervention of aortic arch aneurysm was also created. After these models were imported to ANSYS, a block modeling approach was employed to divide the whole model into several domain blocks to adopt different meshing strategies. Particular meshing was performed especially in the boundary layer and around the stents. The finite element model particularly suitable for numerical simulation of hemodynamics was obtained. Hemodynamic simulation was performed, using the constructed finite element model to verify its applicability. The results indicate that reverse engineering concept and the proposed block modeling approach can be used to divide the solid model of aortic arch aneurysm into multiple volumes, which can be meshed according to particular requirements in each volume; the finite element model of stented aortic arch aneurysm can be employed to simulate hemodynamics. The approaches of modeling were applicable not only for aortic arch aneurysm, but also for similar model reconstruction as a reference in hemodynamic simulation investigations.