基于FEM的镗刀几何建模与优化

采用ANSYS的约束优化方法,建立了镗刀结构参数优化计算的数学模型,使用该模型可得到在给定切削条件下满足设计要求并使镗刀杆体积最小的镗刀结构参数。最后,给出了优化计算实例。     

车床上镗孔时镗刀杆尺寸的优化

在制定车床上镗的工艺规程时,镗刀杆尺寸的确定十分重要本文以镗刀杆质量最轻为优化目标,根据镗刀强度,刚度和工艺要求建立约束条件,得到镗刀杆优化设计的数学模型。用胡机方向法进行优化,合理的确定了镗刀杆的尺寸。     

超声波弯曲振动镗刀杆的设计及试验研究

通过对阶梯式弯曲振动镗刀杆的理论分析，推导出了圆形截面和矩形截面组合的阶梯弯曲振动镗刀杆的频率方程，并对阶梯弯曲振动镗刀杆进行了试验研究。结果证明所推导的频率方程是正确的和实用的。     

机械加工工艺系统振动与新型阻尼镗杆

机械加工工艺系统的振动是不可避免的,产生振动的因素很多,但可以通过减振和消振措施进行改善.推荐一种能防止镗刀杆弯曲和具有减振效果的轻型刀头的阻尼镗杆,它可大大提高切削效率和加工质量、减少换刀次数和节约工具成本.     

内置式减振镗杆动力学模型的参数优化

为了使内置式减振镗杆有比较好的减振效果,在设计时应该对其设计参数进行优化.建立其简化动力学模型进行频域分析无疑是一种简单的方法,但是传统的S.A.托贝斯著作中所用的方法只适用于激振频率不变的情况.为了克服这个难题,可以首先采用全局寻优数值搜索法来求出激振频率在很宽范围变化时,都使得减振镗杆取得相对振幅值的极小值的设计参数值;然后利用幅频响应曲线面积最小法来修正参数值从而得到一组最优参数值.分别绘出用最优参数值优化了的减振镗杆和同尺寸的实心镗杆的BODE图,从图中可以看到优化了的镗杆在幅值上远小于后者且稳定性也比较好,说明了这是一种比较有效的方法.     

内置式双减振镗杆动力学模型参数优化

为了进一步提高镗杆的减振特性,作者提出结构上采用内置式并联型双减振镗杆。建立并联型双减振镗杆的简化动力学模型,得到镗杆主系统的相对振幅和外界激励频率的函数表达式,要得到最小的相对振幅,就需要对此函数进行最小值求解,从而得到优化参数。对于3自由度系统的双减振镗杆情况,适用于2自由度的单减振镗杆的全局数值寻优搜索法已经不能满足优化要求。为了解决这个问题,考虑各因素后,采用分支定界(branchand bound)算法,计算出了相对振幅的理论极小值和优化参数。对于宽频的减振效果,还需要利用幅频响应曲线面积最小法来校验优化参数。分别绘出用优化参数设计的双减振镗杆和同尺寸的单减振镗杆的幅频响应曲线图,可以看到优化的镗杆在幅值上远小于后者,说明这是一种比较有效的方法。     

基于ABAQUS计算新型抗振复合镗杆模态仿真分析

采用具有减振功能的镗杆是解决深孔加工颤振的有效的技术途径.针对镗杆的减震问题,本文采用有限元软件ABAQUS计算了45#钢镗杆和新型抗振复合镗杆模态参数和固有振型.通过仿真分析计算发现:45#钢镗杆和复合镗杆的一阶模态分别为701.82和808.34,新型减震复合镗杆杆体固有频率比传统镗杆的固有频率有所提高.该计算为复合镗杆设计时避开固有频率或者最大限度地减少对这些频率的激励提供参考依据.     

磁流变智能镗杆的动力学模型

为了准确地在线调控磁流变智能镗杆的动态特性,有效地进行颤振抑制,对动力学模型进行研究.根据磁流变材料在屈服前区、屈服区和屈服后区所表现出的动态特性,结合Kelvin和Maxwell模型,建立本构模型,分析结果表明:该模型能够较好地反映磁流变材料动态特性.在此基础上,建立磁流变智能镗杆的动力学模型,并对屈服前后的动态特性进行分析,同时推导智能镗杆中磁流变材料的屈服临界条件,分析结果揭示:屈服一般发生在以磁流变材料屈服前系统共振频率为中心的频段内,且磁场强度越高,屈服频段越窄.对磁流变智能镗杆动力学模型进行数值仿真研究,分析结果与实测数据对比后表明:该模型能够较准确地描述磁流变智能镗杆动力学特性.     

削扁镗杆与阻尼减振在深孔加工中的应用

利用振型耦合原理与阻尼减振技术，解决了大长径比弹托环形槽的加工难题，为军工或其它行业加工同类产品提供了技术途径．     

大客车横向稳定杆有限元分析

针对大客车横向稳定杆的受力情况,利用传统方法计算其角刚度,建立横向稳定杆的有限元模型,并根据使用要求设置边界条件,进行有限元分析和角刚度计算.同时,将两种方法所得的计算结果进行对比,得到大客车横向稳定杆角刚度计算中传统方法和有限元法各自的特点和不足.     

框架结构植筋问题的有限元分析

在框架结构中 ,经常会遇到植筋问题 ,而关于钢筋的种植尚无规范指导。本文采用了ANSYS有限元程序计算了植筋后的节点处应力及变形 ,分析植筋前后结构的受力变化 ,为工程实际提供了参考。     

平面体系几何组成分析中的等效变换

本文阐述了几种平面体系几何组成的分析方法。常见的等效变换方法未作详细讨论,结合实例,提出了一类特定多边形体系几何可变与凡何不变之间的转化以及内部有重复构造的体系几何组成分析时的等效变换方法。     

新型轻质墙体材料的性能测试和有限元分析

对新型轻质墙体材料的弹性模量、干收缩值等进行了实验测定 ,建立了混凝土单元无配筋、混凝土单元有配筋、混凝土单元与钢丝网单元联合作用的三种有限元模型 ,并根据这三种有限元模型 ,计算了多种干收缩值情况下的最大主应力和裂纹的最大开裂长度 ;分析了墙体开裂与荷载、材料性质、配筋率等的关系以及墙体开裂与压碎的原因 ,为此种新型墙体材料在实际工程的使用提供了依据 .     

复合材料叠层及加筋旋转壳稳定性有限元分析

本文用有限元法研究了复合材料旋转壳及其离散纵向加筋情况的稳定问题。在SABA族元素[1]的基础上,把复合材料各向异性的弹性性质考虑进去,把纵向筋条处理成为空间梁,计入梁偏心的影响,由梁的基本弹性和几何刚度矩阵出发,经过一系列变换,推导出与SABA元素相协调的新的弹性和几何刚度矩阵,从而较为精确地得到了复合材料叠层及加筋的稳定性分析结果。算例与现有的一些解析解及实验结果吻合良好。     

ZK60镁合金棒材挤压过程有限元分析

采用刚粘塑性有限元理论,分别用2mm/s、3mm/s、4mm/s、5mm/s的挤压速度,对ZK60镁合金棒材的挤压过程进行了数值模拟,观察棒材挤压过程中金属流动情况,并分析了挤压变形时工件内部的温度变化情况,以及应力、应变分布规律.以模拟出的挤压件流出模孔时等效应力应变的分布规律,确定该棒材挤压的最佳工艺参数.     

钢-砼组合箱梁结构的天桥接长有限元分析

钢-砼组合箱梁结构是一种新型钢．砼组合结构,在桥梁加固改造技术中具有一定优势．基于某跨线人行天桥接长实例,设计了以栓钉为剪力连接件的带钢板．砼组合桥面板的组合箱梁结构的天桥接长方案,并对其进行了有限元分析．计算结果表明,带钢板-砼组合桥面板的组合箱梁方案是一种简便有效的天桥接长加固方法,能提高结构的刚度,满足各项要求．     

钢-混凝土组合扁梁受力性能的有限元分析

钢-混凝土组合扁梁是将钢梁内嵌于混凝土之中的新型组合梁，它能最大限度地降低结构的高度，形成类似”无梁楼盖”的结构体系，已在住宅钢结构中推广应用，其承载性能和设计方法研究引起了结构工程界的关注．本采用通用有限元程序ANSYS研究了组合扁梁的承栽力问题，通过建模计算了简支组合扁梁、悬臂组合扁梁和框架组合扁梁的承载力和变形特征，得到了相应的荷栽-位移过程曲线，并与组合扁梁的试验结果进行了比较，验证了计算结果的正确性．