基于ANSYS的车身壁板振动特性优化研究

在ANSYS环境下,以对边简支的自由矩形板作为车身壁板的简化模型作为研究对象,讨论了在不同材料下、不同厚度下板的各阶固有频率的变化并进行加筋板和无加筋板的对比,对不同形式的加筋板结构布置形式进行分析和评价,从理论上指导了加筋板在车身壁板振动特性优化上的应用。结果表明,采用合理的材料、合理的加筋形式,对车身壁板的振动特性都有着很大的影响。     

加筋板架击穿概率分析

为评估攻击武器作用下舰船结构的安全性,对战斗部冲击载荷作用下加筋板架的击穿概率进行分析.取初始撞击速度、战斗部密度、材料的弹性模量和极限强度作为随机变量,利用随机数生成程序得到50组随机变量的初始值;采用有限元程序进行仿真计算,得到战斗部击穿板架后的末速度值,并检验末速度是否服从正态分布,若不服从则利用最大熵法拟合末速度的概率密度函数;考虑战斗部撞击点和板架加强筋的相对位置关系,采用速度破坏准则,利用蒙特卡罗方法模拟得到不同入射角度的战斗部击穿单层和双层加筋板架的概率.该方法所用样本数量少,充分利用了样本信息,效率较高,具有一定实际应用价值.     

基于随机有限元船舶空间结构系统可靠性分析

船舶结构工作环境恶劣，影响其结构安全的因素很多，所以对船舶结构进行可靠性分析是非常必要的，为此采用空间梁元与加筋板格元来模拟船舶的三维空间结构，考虑材料的强度、梁元件截面积、板元件厚度和外载荷为随机变量，采用随机有限元法分析了随机变量对船舶结构节点位移的影响，并用改进的一次二阶矩法、分枝限界法、PNET法对该结构系统进行结构可靠性分析，最后给出数值算例，其结果说明了该方法的有效性。     

热力耦合下不同加筋壁板稳定性分析

针对飞行器不同加筋壁板在不同载荷工况下的结构稳定性问题,采用Abaqus有限元分析软件,建立了长度和宽度相同的4种加筋壁板有限元数值分析模型。通过对加筋壁板的屈曲和后屈曲响应分析,给出不同筋条截面形式和布局方向的加筋板在机械载荷、温度载荷以及热力耦合下的屈曲模态和挠度曲线。结果表明:T型加筋板在机械载荷作用下表现出良好的稳定性,最大承受载荷为281 kN,远大于其他截面形式的加筋板;筋条布局方向对加筋板的承载能力影响很小,但是合理的布局能够大幅减小加筋壁板的面外位移;热力耦合下加筋板没有明显的前屈曲过程,其后屈曲响应与机械载荷作用下时大致相同,但是加筋板的最大承载能力会由于温度载荷的存在而减小8%～15%。     

基于响应面法的车内噪声分析与优化

利用Hypermesh建立某车声固耦合模型,在发动机激励下对车内噪声进行预测分析.利用板件贡献度分析得出峰值频率下贡献度大的板件,将其厚度作为设计变量.通过拉丁超立方试验设计,构造出质量和峰值频率下声压响应的响应面模型;通过Hammersley抽样对构造出的响应面进行误差分析,选出最优响应面模型.根据最优响应面模型以质量最小为目标,峰值声压、车身弯曲刚度和扭转刚度为约束条件进行遗传算法优化,并通过有限元模型验证了优化结果以及响应面法对提高车身优化效率的有效性,车内噪声得到控制.     

具有初始缺陷的裂纹加筋板剩余极限强度分析

船舶与海洋结构物因其工作环境而备受裂纹损伤的危害,为了将裂纹损伤船舶结构剩余极限承载的研究运用到船舶设计阶段的强度校核,从而保证船体结构在损伤之后仍具有一定的承载能力。本文采用试验及数值方法讨论了裂纹损伤对于船体结构剩余极限承载能力的影响。考虑初始变形缺陷下对受轴向压缩载荷的含穿透裂纹加筋板的极限强度进行分析,分别探讨了裂纹位置、长度不同时加筋板结构应力分布特性及屈曲变形模式,并将数值仿真与相同几何参数的裂纹加筋板受压破坏试验结果进行对比分析,并讨论了初始缺陷的影响。结果表明:裂纹的存在对加筋板结构压缩极限强度不利,且结构应力变化和变形呈现明显的非线性;结构初始变形不仅削弱了加筋板结构的极限承载能力,而且影响了加筋板结构的屈曲模式。     

侧边约束对复合材料加筋板屈曲及后屈曲特性的影响

对侧边受到简支约束和固支约束的复合材料工型加筋板进行轴压试验和数值模拟,研究侧边约束对加筋板屈曲及后屈曲特性的影响,并进一步探讨分析结构破坏机理。轴压试验中使用影像云纹实时监测加筋板失稳模态,数值模拟基于ABAQUS使用Hashin层内失效准则和界面单元模拟脱粘建立有限元模型。计算结果与试验结果相吻合。研究表明不同侧边约束下加筋板具有相似的失稳模态和破坏模式,尽管侧边固支加筋板失稳载荷高于侧边简支加筋板,但其承载能力并无明显提高;加筋板结构承载主要由筋条决定,而筋条蒙皮大面积脱粘发生在结构失效之后。     

基于SEA的加筋铝板声传输研究及仿真

运用统计能量分析方法,推导出加筋结构声传输函数,采用VA One中SEA模块对加筋铝板声传输损失进行研究,建立加筋铝板隔声计算的仿真模型。将仿真结果与已有文献试验数据进行比较,证明了采用加筋结构声传输计算模型研究其隔声特性的有效性并分析了相关参数对加筋铝板声传输的影响。研究结论为船舶加筋板的隔声设计提供了一定参考,尤其对铝合金上层建筑舱壁和围壁隔声护板的声学设计具有指导意义。     

不同爆炸载荷作用下加筋板的动态响应分析

主要仿真分析了3种爆炸冲击载荷作用下加筋板动态响应的异同。利用有限元分析软件LS-DYNA,模拟了加筋板在矩形、三角形、指数形等3种冲击载荷作用下的动态响应。通过比较加筋板压力、等效应力、位移等参数,分析得出:在3种冲击载荷强度和冲量都相等的情况下,目标板前期阶段的动态响应基本相同;对整体破坏效果而言,矩形冲击载荷的破坏效应最大,三角形载荷次之,而最能体现爆炸冲击载荷特征的指数形载荷的破坏效果则最小。     

薄壁加筋圆柱壳稳定性分析及优化

为了提高薄壁加筋圆柱壳的屈曲承载力,首先,对受轴压作用下的薄壁加筋圆柱壳进行了稳定性分析,在相同体积以及筋条截面尺寸固定的情况下,进行参数化建模,分析了筋条数目对失稳模态和屈曲承载力的影响;进而,以加筋圆柱壳屈曲承载力最大为目标,以纵向筋数目、蒙皮厚度以及筋条截面尺寸为设计变量,建立了加筋圆柱壳等体积下屈曲承载力最大的优化设计模型,用ANSYS APDL语言建立结构参数化分析流程,实现了结构的自动重分析,并采用遗传算法求解优化模型.结果表明:筋条数目对失稳模态和屈曲承载力有很大影响;筋条数目有一个合适的范围,加筋过少,结构的屈曲承载力低于等体积下不加筋光滑圆柱壳的屈曲承载力;加筋过多,随着筋条数目的增加,结构的屈曲承载力也呈下降趋势;通过求解优化模型,可获得最优的筋条数目及筋条截面尺寸,使圆柱壳的屈曲承载力得到显著提高.     

某地下室筏板柱下墩的优化设计

本文以带柱下墩的平板式筏板基础为例,在进行某地下室筏板柱下墩有限元分析时,利用地质勘察报告中的参数计算基础实际沉降,从而反推等效基床系数K,结合K值采用弹性地基梁板法对筏板进行有限元分析。同时对该基础采用倒楼盖法进行有限元分析,就这两种方法计算得到的配筋进行比较,并在保证一些参数不变的前提下,观察柱墩厚度的变化对筏板内力分布和配筋的影响。分析表明,适当增加柱墩厚度能优化筏板的配筋。     

横向冲击荷载下加筋板结构的动力响应数值分析

以横向冲击荷载下的四边简支加筋板结构为研究对象,建立有限元模型。通过对不同参数下加筋板动力响应时间历程曲线的比较,分别讨论荷载形式、荷载峰值、加强筋体积比、宽高比以及分布形式对整体结构动力响应的影响。研究结果表明：阶跃荷载下加筋板动态响应最为强烈,荷载峰值与加筋板挠度峰值直接相关;加强筋与板的体积比α、加强筋横截面的宽高比β与整体结构的动力响应密切相关;在加强筋与板的体积比α一定前提下,减小加强筋宽高比β的值,更利于提高结构的抗冲击能力。     

循环载荷作用下加筋板格极限强度的理论解

为了得到循环载荷作用下加筋板格极限强度的理论解,将加筋板格简化为两端固支的梁－柱 模型,以此推导出循环载荷作用下加筋板格极限强度以及应力应变关系的理论计算公式．用 Ａｂａｑｕｓ有限元软件和理论计算公式分别对同一加筋板格实例在循环载荷作用下的极限强度进行 计算,结果表明：有限元方法的计算结果与理论方法的计算结果两者误差较小,最大误差为 －８．７％,说明理论计算方法是比较合理的,这就为从理论上直接计算加筋板格的极限强度提供了 一个简便且有效的方法．     

含有初始挠度的加筋板结构非线性动力屈曲数值分析

基于含有初始挠度的四边简支加筋板模型,数值模拟其受面内冲击荷载作用的动力屈曲行为。提取不同初始挠度幅值、加强筋体积比、加强筋截面宽高比以及分布形式下的动力响应时间历程结果,绘制出基于B-R准则的P-Y曲线,讨论各种参数对加筋板整体结构抗屈曲能力的影响。分析表明:不同的荷载参数,加筋板的动力屈曲行为有显著的不同;加筋板的动力屈曲对初始挠度幅值非常敏感,而加强筋参数对加筋板结构动力屈曲的影响有规律可循。     

战斗部对舰船靶标侵彻毁伤效能研究

针对反舰战斗部侵彻毁伤效能综合评估问题,提出了基于舰船结构特征的等效靶标系统。本文通过推导得到计及攻角的战斗部斜侵彻舰船加筋板架极限速度公式,依据舰船陆地靶标系统设计方案建立了靶标系统数值计算模型。开展反舰战斗部对舰船陆地靶标系统侵彻毁伤效能评估试验,并验证了理论计算结果和数值仿真计算结果。研究表明:舰船陆地靶标系统可对战斗部侵彻剩余速度、姿态角度及弹道偏转和靶标板架毁伤模式进行综合评估,改变了以往以战斗部侵彻钢质均厚板厚度的单一评估模式,为反舰战斗部毁伤评估提供参考。     

面向审核流程的船舶CAD系统建模方法研究

为提高船舶CAD建模效率,同时为CAE分析和船体结构设计程序(SDP)校核提供通用数据模型,设计并开发了一套面向审核流程的船舶CAD系统.首先考虑审核流程的需求,采用几何与数据相结合的方式描述船舶模型,所有船舶构件均采用无厚度的几何片体表示.其次建立包含发布模型、设计主模型和工具模型的三层板架模型,以板架属性的形式记录板架及其附属结构的几何关系,并结合自定义结构导航树、通用三维建模软件NX装配树和特征树组织管理板架及其附属结构.然后基于轻量化数据库SQLite设计面向全生命周期的标准库系统,用来存储和管理船舶标准数据,确保快速查询.最后通过参数化建模与基于自定义特征技术的结构建模方法,快速生成船舶模型.该系统具有较强的交互性和稳定性,建模效率高且模型数据量小;模型经过数据转换可直接进行CAE分析和SDP校核,避免重复设计;数据库技术的使用实现了CAD、CAE和SDP模块间的数据共享,解决了数据分散不一致的问题;自定义结构导航树符合专业船舶设计人员的使用要求.     

热轧硅钢片板筋缺陷产生的原因及控制方法

对热轧硅钢薄板容易出现的质量缺陷－－“板筋”的表征、危害、产生原因进行综合分析，从而对减少或消除“板筋”缺陷的工艺措施提出初步看法。     

筏型地基加强梁的拓扑优化分析

对筏型基础的加强梁分布进行拓扑优化分析,提出一种应力约束下的格栅结构的拓扑优化方法。采用正交异性增强复合材料模拟该类格栅连续体（或加肋板）,该结构由无限细无限密的梁（或肋）构成。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,优化过程采用满应力准则法,利用有限元分析,经过少量迭代可以建立优化的材料连续分布场。借助程序自动生成的弯矩分布图,指导加强梁或加强筋的分布与走向,成为加肋板,显著地减小板的挠度,可以在原有基础上适当减小板的厚度,节省材料。     

采用MATLAB语言编程对U形管式换热器管板厚度进行优化设计

以u形管式换热器为研究对象,采用面向对象程序设计语言MATLAB进行编程,得到不同设计条件下的管板厚度值和一系列的厚度变化曲线图。分析管板厚度变化趋势图,得出了u形管式换热器的管板厚度与压差成比例关系,实现了对u形管式换热器管板的优化设计。     

首钢京唐酸轧机组厚度控制策略分析与应用

厚度精度是衡量带钢质量的重要指标.本文通过对首钢京唐酸轧机组厚度控制系统进行了深入研究,分析了包括1#机架FF-AGC、BISRA-AGC和GM-Smith AGC以及2#-5#机架MF-AGC的综合的厚度控制策略.实际应用效果表明,成品厚度偏差小于±1%,达到了较高的厚度控制精度.