基于APDL的机架结构无偏载有限元分析

在研究6300kN多向模锻液压机结构特点的基础上,利用有限元模拟软件ANSYS中的参数化语言APDL对机架进行三维建模,对机架结构进行强度和刚度分析,从而获得机架的等效应力和等效位移的分布规律。     

新型6 300 kN多向模锻液压机的有限元分析

在研究6300 kN多向模锻液压机结构特点的基础上,利用有限元模拟软件ANSYS中的参数化语言APDL对组合机架进行三维建模,分析机架在不同工况下的强度和刚度,从而获得机架的等效应力和变形量的分布规律.     

蔬菜纸面膜成型机滚切装置机架模态分析

目的研究滚切成型装置机架的动态特性,为分析和评价蔬菜纸面膜成型机的工作性能提供理论依据。方法通过Unigraphics NX建立滚切成型装置机架的实体模型,然后导入Ansys Workbench进行模态分析,提取并分析前6阶固有频率与振型变化。结果滚切装置机架的最小固有频率为334.74 Hz,机架最大变形发生在第4阶振型右支撑板前梁的中间部分。结论滚切成型装置机架的激振频率远小于最小固有频率,不会产生共振与严重噪声。     

基于Solidworks的立柱设计与强度分析

综合考虑工艺要求和造价成本后,液压机的立柱与横梁的连结形式选用第一种形式。按照液压机工作时立柱受中心载荷产生的应力做计算;由于液压机的速度快,而且液压机机架的刚度不高,致使立柱根部受力复杂,因此对立柱的根部受应力较集中的区域进行校核计算。利用Solidworks软件对立柱进行有限元分析,与理论计算结果进行对比验证。     

压力机机架设计的有限元分析

以压力机机架为研究对象,用ANSYS软件对2种设计方案的机架结构进行静动态分析,获得了机架应力分布和位移分布规律.通过模态分析给出了机架振动的固有频率及相应振型.结果表明,在保证机架强度的条件下,第2种设计方案减少了机架使用材料,机架质量减少了22.6%,降低了生产成本,取得了良好的经济效益.     

碟式太阳能光热发电系统机架结构风振响应的时域分析

针对大型碟式光热系统抗风运行的机架风致振动问题,以研制的25KW级碟式机架为对象,阐述了复杂机架结构的有限元建模方法,并通过静力承载和机构传动角的分析,指出了高度角驱动机构的不足并予以改进,进而对比分析了改进前后机架多高度角工况的自振特性。基于线性滤波AR法模拟得到25组工况的脉动风载荷(平均风速16.0m/s),开展了改进机架的风振时域求解。分析了机架关键节点的位移响应均方根和峰值分布特征,并对典型工况的机架位移响应进行了频谱分析,给出了各工况机架关键节点的位移风振系数,为机架结构设计提供参考。结果表明,机架结构位移响应是以脉动载荷的强迫振动为主,并伴有多阶振型参与的共振响应。机架控制点的位移峰值和位移均方根的分布特征相似,且沿焦轴的响应分量均是占主导地位,机架振动主要为机架视日部分绕高度角轴线的旋转运动。     

涡旋压缩机机架参数化优化设计方法与试验验证

针对涡旋压缩机机架提出了基于CAE驱动的参数化优化设计方法,并运用该方法设计了一款轻量化的机架结构。该方法通过Creo进行三维参数化自动建模,应用Optislang软件对不同尺寸进行试验设计以及对控制尺寸进行相关性和敏感性分析,再由Ansys Workbench进行结构仿真分析,分析了机架力学变化特性,最后基于DOE(试验设计)分析结果利用响应面模型进行多目标优化设计。试验结果表明,本方法可行性高,机架优化后,涡旋压缩机机架减重16%,与传统非参数化结构优化设计方法相比时间成本节省64%。     

基于Inventor的减定径机架拉杆的有限元分析

为提高减定径机架在棒材生产使用过程中的可靠性,应用Inventor创建机架关键件拉杆的三维模型,并利用软件自身的有限元模块进行分析。针对拉杆的受力状况对拉杆的主要受力情况进行分析,从而有针对性地对拉杆圆角部分进行改进,最终提高了拉杆的使用寿命,为减定径机架中关键件的设计提供依据和方法。     

60MN叠加式力标准装置机架结构设计及优化

文章首先针对力标准装置钢架结构主要结构型式及其优缺点进行分析,然后提出了60MN叠加式力标准装置机架结构的设计方案,并利用有限元软件ANSYS对60MN叠加式力标准装置的机架在最大载荷的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,发现其强度不足后对其结构进行改进,改进后进一步对其进行有限元分析,经过优化设计后,机架结构强度满足要求。     

绝对位移直接求解虚拟激励法采用附加振型求解的理论研究

为提高已有绝对位移直接求解虚拟激励法的求解效率及精度,对结构支座节点附加大质量块并释放支座约束,采用基于附加振型的振型分解法进行求解,附加振型来源于附加大质量块。对附加振型、常规振型的振型特性和振型贡献及计算效率进行了理论分析,分析表明：通过构建少量附加振型就可精确捕获结构拟静位移,且只需采用与相对运动法同等数量的常规振型就可精确捕获结构动态相对位移,与Wilson位移输入模式的绝对位移振型分解法相比,在保证计算精度的条件下可大大减少绝对位移求解所需的振型数。此外,对附加振型绝对位移求解法阻尼误差进行了理论分析,指出了附加振型法不存在由于阻尼假定不同而引起的误差,计算精度及效率均优于基于完全法的绝对位移直接求解法。     

钢材高温材性模型对火灾下钢框架结构倒塌模拟的影响研究

“9·11”事件发生后,火灾下钢结构倒塌研究得到了世界各国学者的广泛关注。钢材的物理、力学性能在高温下会显著降低,从而钢结构极易发生倒塌。因此,该文基于平面钢框架在单柱受火条件下的倒塌试验,应用大型商业有限元软件ABAQUS的显式动力分析模块,并采用梁单元对试验进行数值模拟,重点研究了钢材高温材性模型对火灾下钢框架结构倒塌模拟的影响,提出了适用于火灾下钢框架结构倒塌模拟的钢材高温应力-应变本构模型和热膨胀系数模型的建议。该文列举了常用的三种高温应力-应变本构模型,同时考虑应变率效应的影响,通过模拟结果与试验结果的差异对比,分析了各个模型应用于火灾下钢框架结构倒塌模拟的有效性。理想高温应力-应变本构模型,会导致临界温度与失效模式模拟不准确,应用存在一定局限性;EC3高温应力-应变本构模型可较为准确地模拟准静态失效模式,但对于动力失效模式的模拟存在一定局限性;因此,对于准静态失效模式倒塌模拟,建议采用EC3或改进的EC3高温应力-应变本构模型;对于动力失效模式的倒塌模拟,建议采用改进的EC3高温应力-应变本构模型,并采用应变率效应增大系数（DIF）的方法以考虑应变率效应的影响。此外,通过四种钢材热膨胀系数模型的对比,进一步研究了钢材“相位变换”现象对火灾下钢框架结构倒塌模拟的影响。结果表明,虽然欧洲规范EC3给出了精细的热膨胀系数模型,但采用GB 51249取值的计算结果与试验符合更好,建议采用中国规范GB 51249的相关规定。     

中间构架柔性对双层隔振系统隔振特性的影响

为定量分析中间构架柔性对内燃动力包双层隔振系统隔振特性的影响规律,指导双层隔振系统的优化设计,建立中间构架的有限元模型并进行模态计算,通过与试验模态对比,验证有限元模型的正确性。在Adams中建立考虑中间构架柔性的刚柔耦合系统动力学模型以及将中间构架视为刚体的多刚体系统动力学模型。通过自由振动和扫频分析,得到中间构架柔性对双层隔振系统隔振特性的影响规律。研究结果表明中间构架柔性会使系统固有频率及主模态方向解耦度减小,并使系统幅值响应出现"移频"、"增频"现象,其中低频段以"移频"为主,高频段以"增频"为主,中频段二者同时出现。相关结论可为隔振设计以及耦合振动的有效控制提供动力学方面的参考。     

面向供应链的MC计划调度功能模块运作研究

指出了面向供应链的MC生产计划调度过程是由若干协同化的主导子过程共同实现的;同时,每一主导子过程的实现对应于一个主导功能模块的合理设计与运作.分析了各主导功能模块的基本特征及其模式框架;阐述了基于各主导功能模块协同运作的面向供应链的MC计划调度过程实施模式.将对该计划调度问题在理论探索与实践运用方面提供了基础框架,起到了导向性作用.     

某无人直升机机身框架动力学计算与试验研究

建立某无人直升机机身框架的动力学有限元模型,计算得到前六阶固有频率和振型,与模态试验结果相比较,误差小于3 %,验证了有限元模型的正确性,表明该有限元模型能准确地反映该无人直升机框架的结构动力学特性。有限元计算的机身框架固有频率值避开了旋翼、尾桨、发动机主通过频率值,满足动力学设计要求。这种有限元计算、试验验证以及模型修改相结合的动力学分析方法,能保证框架固有特性计算的精确,也为无人直升机其它结构的动力学建模提供借鉴。     

建筑结构倒塌分析的单自由度模型

该文建议了一种能够用于建筑结构倒塌分析的单自由度滞回模型。该模型能够模拟骨架线的强化和峰值点后的退化、滞回捏拢、往复荷载作用下的承载力和刚度退化以及P-Δ效应等。为验证所建议的单自由度滞回模型用于结构倒塌分析的有效性和合理性, 以一座8 层钢筋混凝土框架结构为例, 对原型结构和按照基本模态等效的单自由度模型分别进行了IDA 倒塌易损性分析, 结果表明两者的倒塌易损性曲线吻合较好。     

框架结构在冲击荷载下的损伤与非线性分析

利用集中损伤力学的方法对三维框架结构在冲击载荷作用下的损伤分析。其基本思路是:把损伤参数作为系统的内部变量,在有限元的基础上,将连续介质力学、断裂力学和塑性铰概念结合起来分析结构的力学行为。最后通过对一个二层框架结构进行数值模拟分析,并与ABAQUS的计算结果作比较,验证其可行性。     

基于Hilbert-Huang变换的钢筋混凝土框架结构识别

基于HHT的利用结构自由振动响应进行系统识别的方法，只需要测得一点的响应就能得到各阶模态频率和阻尼比，通过各点的响应分析可以得到各阶振型，从而求得结构的刚度矩阵和阻尼矩阵。通过对一个4层2跨2开间的钢筋混凝土框架结构模型进行了锤击测试试验。用HHT方法识别其各阶频率、振型和各阶阻尼比，并计算得到刚度矩阵和阻尼矩阵。由识别的刚度矩阵可以看出用考虑节点转角并进行静力凝聚的杆系一层模型能较精确地反映框架结构的振动。试验数据分析还表明，当初始振幅较大时框架结构的阻尼比具有时变性，随着振幅的减小，阻尼比减小。     

A model for nonlinear viscoelastic torsional response of an elastomeric bushing

Summary An elastomeric bushing is a device used in automotive suspension systems to cushion the loads transmitted from the wheel to the frame of the vehicle. A bushing is essentially an elastomeric hollow cylinder which is bonded to a solid metal shaft at its inner surface and a metal sleeve at its outer surface. The shaft is connected to the suspension and the sleeve is connected to the frame. The elastomeric cylinder provides the cushion when it deforms due to relative motion between the shaft and the sleeve. The relation between the force or moment applied to the shaft or sleeve and the relative displacements or rotations is nonlinear and exhibits features of viscoelasticity.A force(moment)-displacement(rotation) relation for elastomeric bushings is important for multibody dynamics numerical simulations. A boundary value problem for the bushing response leads to a relation which requires extensive computation time to implement and is hence unsuitable. In a separate study, a force(moment)-displacement(rotation) relation for single mode response has been proposed which can be used in multi-body dynamics simulations. The relation is expressed in terms of a force (moment) relaxation function for the bushing, and a method for its determination by experiments on bushings has been presented. The applicability of this relation for torsional mode bushing response is evaluated in the present work.A boundary value problem is formulated for torsional mode bushing response. Numerical solutions of the boundary value problem represent the exact bushing response and act as numerically generated experimental data. The proposed moment-rotation relation is constructed using this data. Numerical solutions of the boundary value problem also allow for comparison between the exact moment-rotation behavior and that predicted by the proposed model. It is shown that the method for determining the bushing relaxation function and the predictions of the proposed moment-rotation relation are in very good agreement with the exact results.     

结构非线性振动的自适应模糊滑模控制

结构在强震作用下将不可避免地进入塑性阶段,表现出非线性行为,而总体上说,结构非线性振动还没有系统、有效的控制方法.本文主要研究了结构非线性振动的自适应模糊滑模控制算法,用模糊系统来自适应地逼近非线性系统以实现滑模控制力,同时采用模糊系统消除滑模控制所带来的抖振现象,并给出了模糊滑模控制器和自适应律的设计.仿真模型采用3层和20层的Benchmark非线性结构模型,每层均设置一个采用自适应模糊滑模控制算法的控制装置,计算出其在地震输入下的结构响应,然后对仿真结果进行了分析.仿真结果表明,自适应模糊滑模控制算法能够充分发挥自适应模糊控制和滑模控制的优点,较好地实现对结构在地震作用下非线性振动的控制,并得到令人满意的结果.     

Coherent plane-wave compounding for very high frame rate ultrasonography and transient elastography

The emergence of ultrafast frame rates in ultrasonic imaging has been recently made possible by the development of new imaging modalities such as transient elastography. Data acquisition rates reaching more than thousands of images per second enable the real-time visualization of shear mechanical waves propagating in biological tissues, which convey information about local viscoelastic properties of tissues. The first proposed approach for reaching such ultrafast frame rates consists of transmitting plane waves into the medium. However, because the beamforming process is then restricted to the receive mode, the echographic images obtained in the ultrafast mode suffer from a low quality in terms of resolution and contrast and affect the robustness of the transient elastography mode. It is here proposed to improve the beamforming process by using a coherent recombination of compounded plane-wave transmissions to recover high-quality echographic images without degrading the high frame rate capabilities. A theoretical model is derived for the comparison between the proposed method and the conventional B-mode imaging in terms of contrast, signal-to-noise ratio, and resolution. Our model predicts that a significantly smaller number of insonifications, 10 times lower, is sufficient to reach an image quality comparable to conventional B-mode. Theoretical predictions are confirmed by in vitro experiments performed in tissue-mimicking phantoms. Such results raise the appeal of coherent compounds for use with standard imaging modes such as B-mode or color flow. Moreover, in the context of transient elastography, ultrafast frame rates can be preserved while increasing the image quality compared with flat insonifications. Improvements on the transient elastography mode are presented and discussed.