基于Abaqus的GE17自润滑关节轴承结构分析与改进

针对在GE17自润滑关节轴承轴向静载试验中,轴承内圈轴向位移大于许用值的问题,应用Abaqus建立GE17轴向静力加载模型进行分析,结果表明轴承外圈端面的安装沟槽削弱轴承的轴向刚度。改进GE17轴承结构,减小轴承球径尺寸,增加沟槽内挡边厚度,提高其抗挤压变形能力。试验结果表明,改进后结构在额定载荷下的轴向位移减小10.7%,从而验证仿真结果的准确性和结构改进的有效性,为同类型轴承设计提供参考。     

基于有限元的杆端关节轴承结构优化

针对某型号杆端关节轴承在疲劳试验时发生断裂的问题,对其原结构进行有限元仿真分析,得到的最大应力位置与实际断裂位置吻合,圆柱段仿真结果误差与应力理论计算结果仅为0.5%,验证仿真结果的可靠性。对杆端体各结构参数依次进行单变量有限元仿真分析,获取各参数对杆端体最大应力和质量的影响,据此确定优化顺序并对关节轴承进行优化。优化后的杆端关节轴承质量增加9.8%,最大等效应力降低14.9%,计算疲劳寿命从500万次提高到4 600万次,大于目标疲劳寿命值3 000万次,优化后的样件均顺利通过疲劳试验。     

平板拖车尺寸形状优化设计

本文以HyperWorks软件为平台,对平板车车架进行建模和多种工况的静力分析,并以静力分析结果为目标进行尺寸和形状优化,在满足平板车刚度和强度要求的条件下减轻了车身的重量。     

正交设计与回归分析对HDPE/LDHs制备参数的优化

利用正交设计和逐步2次回归分析的方法,研究了水滑石(LDHs)含量、螺杆转速和挤出次数对高密度聚乙烯(HDPE)/LDHs复合材料力学性能的影响。并用MATLAB对回归方程进行最优化处理,预测了复合材料在弯曲强度不低于25 MPa,缺口冲击强度不低于40 kJ/m~2条件下所得到的拉伸强度为29.558 3 MPa,并确定了此条件下的优化结果,即:LDHs含量为9.8%,螺杆转速为300 r/min,挤出次数为2次。此优化方案要好于常用的直观分析/方差分析的结果,更准确的反映实际情况,可更广泛的应用于优选试验中。     

甘蔗收割机机架虚拟样机的模态分析与优化设计

对甘蔗收割机的机架虚拟样机进行了模态分析，发现其低阶模态振型对甘蔗收获质量的影响并不大，采用一阶方法对机架整体作静力强度优化，保证了结构综合应力在材料许用屈服应力190MPa范围内使整体质量降低约7％．优化后构件尺寸的改变并未影响样机的运动仿真，该尺寸可作为生产物理样机的可靠参考尺寸，从而缩短了研制周期，提升了产品设计的一次成功率，为今后数字样机的创新设计提供了一种新的思路和应用依据．     

某隧道盾构刀盘仿真与力学性能研究

针对以长沙某地铁施工的地质条件为依据设计的盾构刀盘,利用SOLIDWORKS建立刀盘三维精确模型,通过ANSYS软件对盾构刀盘在土压平衡和土压不平衡两种工况下的受力特性进行了具体分析,得到两种工况下的应力和变形分布;同时对刀盘进行模态分析,得到了刀盘的固有振动特性。结果表明：危险截面均位于牛腿与面板交界处,土压不平衡下刀盘最大应力为230 MPa,最大变形为2.1 mm;土压平衡下最大应力为143 MPa,最大变形为1.63 mm。刀盘的最大应力小于材料的屈服极限345 MPa,变形相对刀盘尺寸不大,满足强度和刚度要求。根据模态分析可知刀盘的激励频率小于刀盘固有频率,刀盘不会发生共振,刀盘满足动力学要求。     

基于SQL Server和Abaqus的关节轴承数据查询与性能分析系统

该系统的研制是为方便轴承使用人员对关节轴承进行选型、数据查询和受力变形分析。简述了系统的功能特点、功能模块划分和包括关节轴承数据库的建立、多种查询方式界面的设计和通过脚本接口实现与Abaqus有限元软件集成的系统研制过程。该系统基于Visual Studio+SQL Server+Abaqus平台开发,可以实现关节轴承数据多方式查询,以及经简单的参数数据输入从而获取基于Abaqus有限元仿真分析后的关节轴承的应力分布和位移分布图。该系统具有极高的实用性,可推广运用到其他机械领域的研究开发。     

一种高冲击MEMS加速度传感器的仿真与优化

基于高冲击MEMS加速度传感器的冲击灵敏度、频率响应与敏感芯片的结构尺寸存在相互制约关系,提出在满足传感器结构强度和固有频率条件下,提高传感器冲击灵敏度的理论分析、仿真模拟与实验验证的方法;运用ANSYS软件对敏感芯片的弹性膜片厚度与中心岛厚度进行多次设计与仿真,通过多组仿真数据对传感器的结构尺寸进行优化;高冲击实验验证表明,优化的传感器结构尺寸、性能指标能够满足设计要求,冲击灵敏度较高.     

一种大量程SOI压阻式压力传感器

对传统的SOI压阻式压力传感器进行了结构优化。目的是提高灵敏度,以满足在高温环境下大量程压力测量的实际需求。通过力学性能模拟,采用浅凸台结构来提高灵敏度和测量范围。分析并模拟了凸台厚度和形状对灵敏度的影响。得到了适合高温工作的掺杂浓度,压敏电阻的尺寸,金属引线的材料和布局。电阻放置在(σl-σt)最大的区域以保持灵敏度和线性度。采用U形电阻补偿在浅凸台制作过程中的工艺偏差对灵敏度的影响。有限元分析(FEA)表明,优化后的芯片结构可以测量10 MPa范围内的压力,灵敏度高达86.6 mV/(V·MPa),非线性误差在0.1％以下。和其他文献报道的大量程压力传感器相比,浅凸台芯片结构灵敏度和过载能力优异。     

双目视觉技术在结构件尺寸测量中的应用

对结构件视觉测量的工程应用、检测模型进行讨论,提出一种双目视觉检测结构件空间尺寸的方法。应用改进的求解摄像机内外参数的方法对单摄像机有效焦距进行标定,应用以像素坐标到对应的极线距离为目标函数的优化方法对基本矩阵进行了估算,通过对本质矩阵的奇异值分解得到两个摄像机之间的旋转矩阵和平移向量。实验室条件下对轻型车凸轮轴凸轮间距空间尺寸进行了实际测量,结果表明,测量方法能够达到监测组合式凸轮轴凸轮间距的要求。     

一种机器人大臂结构的优化设计

本文对一种进下喷浆机器人大臂的结构尺寸进行了优化设计，优化的结果可使大臂的商端沿一条近似的铅垂线运动。其工作的最大压力角和起落高度都满足了要求，同时兼顾了使关键结构件尺寸最小的原则。最终对优化结果进行了计算机图形与数据的动态仿真检验，结果是令人满意的。     

基于ANSYS套管式氧传感器的结构优化设计

基于ANSYS对套管式氧传感器在冷启动和正常工作环境下的应力场进行了模拟.通过对不同结构尺寸套管式氧传感器的应力场分析,得出了相应结构尺寸与应力之间的关系,为结构优化提供了依据.     

基于机器视觉的工件尺寸高精度测量方法

通过优化照相机的内部参数,运用基于转轴法的外切矩形法对工件进行定位,确定工件像素级的姿态和尺寸;选取物体的ROI后,运用双线性差值算法,实现工件边缘的亚像素提取,通过黑塞范式直线拟合,找到精确的物体边缘;最终实现了运用500万像素的工业照相机,在全景拍摄条件下,测量尺寸在80～150 mm的工件,测量重复性精度可以达到0.015 mm.     

不确定条件下的质量交换网络综合

基于现有的质量交换网络综合方法，同时考虑不确定因素对于综合过程的影响，提出了不确定条件下质量交换网络综合的两步综合法。该方法首先确定网络结构，然后以年度总费用为综合目标，对设备尺寸和操作参数进行随机优化，并讨论了两种不同的随机模型的优化：期望值模型与机会约束模型。采用遗传算法和蒙特卡洛随机模拟相结合对上述随机优化模型进行求解。实例计算表明了这一综合方法的合理性以及算法的可行性。     

某型自润滑杆端关节轴承仿真分析

为分析某型自润滑杆端关节轴承的结构、制造工艺和疲劳寿命是否满足使用要求,基于Abaqus软件建立该轴承的有限元模型,通过对产品动态加载和轴承-杆端体过盈装配进行仿真分析和试验验证轴承结构的科学性,通过对外圈挤压和车削过程进行工艺优化仿真提高轴承的密合度,通过对轴承铆压固定和轴向推出过程进行仿真确保铆压固定性能满足要求....     

一种大量程压力传感器的结构优化设计与仿真分析

设计了一种大量程硅压阻式压力传感器,通过理论模型分析优化传感器结构尺寸,保证薄膜的线性变化和抗过载能力;并通过有限元建模分析可动薄膜位移及应力随压力变化关系,对结构进行优化设计;同时用有限元仿真验证理论分析的正确性.通过理论与仿真优化分析,提出了采用C型膜片一体化硅压阻式压力传感器结构,可动薄膜选用方膜边长为1000μm,厚度为50μm,实现0~2 MPa的压力测量.     

点阵多孔金属夹芯板振动特性分析及优化设计

采用空间桁架结构分析的网架结构连续化方法对点阵多孔金属夹芯板的夹芯层桁架进行了连续化处理,即,将夹芯层桁架等效为连续介质,并分别推导了金字塔型、四面体型、kagome型和4杆型点阵多孔金属夹芯板的抗弯刚度和等效剪切刚度．然后,应用分解刚度法推导了四边简支条件下点阵多孔金属夹芯板的固有振动频率公式,并与有限元计算结果进行了对比,表明所得公式具有较高的精度．最后,研究了夹芯板单胞结构尺寸对固有振动频率的影响,以夹芯层高度和桁架杆截面尺寸为设计变量,以第一阶频率最大化为目标对夹芯板进行了优化,优化后的夹芯板振动频率得到了明显提高．     

空间充气展开天线支撑结构尺寸优化

为优化充气展开天线支撑结构,采用四边形四节点薄壳单元建立充气支撑管和支撑圆环的有限元分析模型.利用ANSYS软件,首先计算内压作用下结构的应力和固有频率,然后依次采用0阶和1阶优化算法对结构尺寸进行参数优化,有效地降低结构整体质量.该尺寸优化可以大大缩短设计周期,提高设计水平.     

磁悬浮带式输送机电磁结构优化

常规磁悬浮带式输送机采用永磁体和电磁铁组合的电磁结构,在磁悬浮支承力需求较高的工况条件下具有易发热、电流损耗大等问题。为解决该问题,提出了一种基于Halbach阵列的电磁结构。以电磁结构磁感应强度最大为目标函数,以电磁结构尺寸和磁感应强度分布范围为约束条件,建立了电磁结构优化数学模型。针对教与学优化(TLBO)算法用于求解电磁结构优化数学模型时容易陷入局部最优的问题,提出了一种改进的TLBO算法,该算法通过筛选引入新种群及改进教学阶段和互学阶段的学习方式,增强种群的多样性和搜索能力。测试结果表明,改进的TLBO算法的准确性和稳定性均优于标准TLBO算法。采用改进的TLBO算法对磁悬浮带式输送机电磁结构优化数学模型进行求解,得到最优电磁结构参数:Halbach阵列中单个永磁体高7 mm、宽9 mm,永磁体块数为7。实验结果表明,相同尺寸条件下,基于Halbach阵列的电磁结构最大磁感应强度相对基于永磁体的电磁结构提高了47.69%。     

CETOL平台下微型断路器尺寸链及公差研究

装配尺寸链的生成及公差分析优化一直是复杂机构装配关系的研究重点,而低压微型断路器的机械结构比较复杂.由此,对微型断路器机构的装配尺寸链和关键尺寸公差进行了研究.基于计算机辅助设计(CAD)软件建模,绘制了机构骨架；同时,基于CAT软件CETOL,建立了装配尺寸链,并对关键尺寸及公差进行了分析优化.实践证明,该方法快捷、有效.