轻量化桥式起重机可视化共性技术分析

通过VC++调用APDL程序,对桥式起重机主梁的翼缘板、主副腹板进行拓扑优化,得到翼缘板、主副腹板最优的空间结构,实现了主梁的快速优化。为桥式起重机主梁轻量化提供了一种方法。     

考虑温度影响的机床螺栓结构接触特性分析

螺栓连接结构广泛应用于机械装备之中,其特性对整体结构的力学性能有显著影响。由于螺栓杆及连接构件热伸缩系数上的差异,温度变化导致的螺栓杆及连接件的热变形会使得螺栓的预紧力发生变化,从而影响整体结构的动力学特性。文章基于有限元分析研究温度对螺栓连接结构接触特性的影响,并以机床中常用的铸铁材料为例,依次研究了连接板厚、螺栓直径、螺栓预紧力与温度耦合情况下的接触特性,并采用克里金插值法构建了螺栓接触特性参数库。结果表明:当连接板的厚度较小时,温度变化对接触特性影响并不显著,当板厚增大到一定程度后,温度变化会使接触区域的变化及接触应力的变化显著增大;预紧力较小时,温度变化影响接触区域大小和平均接触应力,预紧力增大到一定程度后,温度变化对接触特性的影响不明显。     

基于参数化的斜齿轮副接触应力分析

以提高齿轮建模和分析效率为目标,基于APDL语言对有限元软件ANSYS进行二次开发,建立了一对斜齿轮副参数化建模程序,对该齿轮副进行接触应力分析,获得了齿面接触应力和齿根弯曲应力分布规律,通过与传统CAD/CAE齿轮分析方法对比,验证了该方法在齿轮建模和有限元分析中具有相同精度的同时,能够提高分析效率.     

齿轮接触的有限元分析

通过齿轮接触分析应用实例，分析了齿轮接触应力的分布和最大应力，介绍了CAXA电子图板齿轮建模和ANSYS接触分析的方法，对其中遇到的接触问题进行探讨，对在计算过程中可能影响收敛的因素：处理界面约束方法、摩擦模型、接触刚度、初始接触条件等的选择和模拟提出建议，通过算例说明了有限元分析在齿轮接触问题上的有效性。为其他类型接触问题的分析提供了参考。     

风力发电机滚动轴承多体接触有限元分析

以风力发电机圆柱滚子轴承为对象,利用有限元法对其静力学和动态特性进行分析研究,建立了滚动轴承多体接触几何及有限元力学模型,分析了不同载荷、不同滚子数目及空心度的变化对应力和变形的影响规律,最后,进行了滚动轴承的有限元模态分析。相关方法和结论为风力发电机滚动轴承的设计制造及相关接触问题的进一步研究提供了科学依据和基础数据。     

摆线包络行星传动接触有限元分析及系统开发

基于摆线包络行星传动啮合理论和接触有限元法,运用Ansys有限元分析软件,精确建立一次包络摆线啮合副和二次包络摆线啮合副的有限元模型,并对其进行接触有限元分析。分析结果表明:二次包络摆线啮合副确实存在双线接触现象,且在同样的齿廓设计参数和工况条件下,其接触应力较一次包络摆线啮合副要小。为简化分析过程,避免重复劳动,联合运用VB(visual basic 6.0)和APDL(Ansys parameter design language)语言,对Ansys进行二次开发,编制摆线包络行星传动接触有限元仿真分析系统,此系统集成一次包络和二次包络摆线啮合副几何设计、参数化建模、网格动态可视化划分、加载、求解、后处理于一体,具有友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂、难于理解和掌握的Ansys命令流进行后台封装,提高分析效率。     

考虑轴线平行度误差的齿轮接触有限元分析

以某减速传动齿轮副为研究对象,考虑轴线平行度误差,基于PrO/E软件建立三维装配模型,并导入ANSYS软件运用三维接触有限元方法分析其齿向接触应力分布规律,与赫兹计算方法比较验证了有限元结果的准确性。研究结果表明:x方向和y方向轴线平行度误差均会使承载齿面接触应力出现一端偏载,提高装配精度是改善齿面偏载的有效方法,为齿轮设计分析提供参考。     

齿轮接触的有限元分析

通过齿轮接触分析应用实例,分析了齿轮接触应力的分布和最大应力,介绍了CAXA电子图板齿轮建模和ANSYS接触分析的方法,对其中遇到的接触问题进行探讨,对在计算过程中可能影响收敛的因素:处理界面约束方法、摩擦模型、接触刚度、初始接触条件等的选择和模拟提出建议,通过算例说明了有限元分析在齿轮接触问题上的有效性.为其他类型接触问题的分析提供了参考.     

轿车副车架轻量化设计

以某轿车副车架为研究对象,采用CATIA软件进行三维建模。应用Hyper Mesh对其进行网格划分,在制动工况下对副车架进行初始结构强度分析和自由模态分析。以副车架材料的许用应力及1阶模态频率作为优化的约束条件,利用Optistruct进行拓扑优化设计,副车架质量与原始设计相比减轻了10.28%,使其达到轻量化的目的。     

新型组合式炮膛密封结构的接触有限元分析

采用非线性有限元分析方法对新型组合式炮膛密封结构的橡胶密封圈和各密封元件之间的接触应力和变形进行了分析.通过分析橡胶密封结构的材料本构关系和非线性工作状态建立了模型,利用ABAQUS非线性有限元分析软件对模型进行了求解,得到了在高温高压火药气体作用下密封结构的静态变形和接触应力分布.结果表明,该新型组合式密封结构可以满足280 MPa高压火药气体的密封要求.     

气缸的螺栓连接有限元应力分析

针对气缸螺栓连接选择不当造成应力集中、材料浪费、制造工艺复杂等问题,利用有限元方法进行分析,得到丰富数据,能够满足设计要求,并对结果通过理论计算加以论证。此方法也可用于受力形式和约束条件更加复杂的螺栓连接的设计。     

汽车用新型组合弹簧的非线性分析

钢板弹簧虽然结构简单,使用可靠,但其质量大,行驶平顺性相对较差,所以本文提出新型钢板橡胶组合弹簧来提高汽车行驶平顺性、舒适性。本文基于APDL在ANSYS中对组合弹簧在装配过程中的接触非线性行为进行了分析,并分析了弹簧片几何参数对组合弹簧力学性能的影响。结果表明,相比钢板弹簧而言,七层8+8组合弹簧的接触应力降低了27.37%,七层8+16的组合弹簧的接触应力降低了47.8%;对比8+8组合弹簧、8+16组合弹簧和12+12组合弹簧可得,同时增加钢板层和橡胶层厚度,接触应力降低效果更加显著。由此可见,相同的位移荷载下,组合弹簧在装配过程中的接触应力比钢板弹簧的低,而且接触应力随着橡胶层厚度的增加而降低,同时增加钢板层和橡胶层的厚度更有助于接触应力的降低。     

含间隙弹性连杆机构的KED分析

将传统的ＫＥＤ分析方法与以牛顿法为基础的含间隙刚性机构二阶段模型相结合,建立了较为简洁的含间隙弹性连杆机构动力学模型,采用了ＫＥＤ求解思路,分析了运行副间隙和结构阻尼对弹性连杆机构动态响应的影响,算例表明,该方法是正确可行的。     

MW级风机变桨轴承与轮毂连接螺栓的强度分析

针对某MW级风电机组变桨轴承与轮毂连接螺栓强度设计问题,利用ANSYS软件建立了该变桨轴承与轮毂连接螺栓仿真模型,通过对变桨轴承的受力分析和变桨轴承、螺栓有限元模拟方法的研究,基于GL规范分别利用有限元方法和理论分析方法对该连接螺栓进行了强度分析和接触面滑移分析。研究结果表明,螺栓的极限强度和疲劳强度满足设计要求,极限计算中有限元分析结果和理论分析结果基本一致,接触面之间不会发生使螺栓承受剪切力的滑移。该研究结果为风机变桨轴承和轮毂连接螺栓设计提供了参考。     

基于ANSYS的结构优化设计

论述在基于有限元软件ANSYS平台下,对结构进行优化的步骤。综合应用拓扑优化,参数化建模,形状优化的方法对产品设计进行优化。并以应力集中力扩散结构设计为例,验证了所提出的优化方法的可行性。为结构优化提供了一种有效方法。该方法能够很好地为实际工程设计与分析服务提高建模效率和准确性,并能够对传统解析模型难以分析的一些参数进行分析。     

Hybrid dimension reduction for mechanism reliability analysis with random joint clearances

Randomness in mechanism dimensions and joints makes the mechanism motion deviate from its designed motion. The probability (reliability) that such deviation is within an error tolerance limit should be invariably large. This study shows that the accuracy of the reliability analysis for dependent joint clearances is insufficient by existing kinematic reliability methods, such as the First Order Second Moment (FOSM) Method and First Order Reliability Method (FORM). We therefore propose a Hybrid Dimension Reduction Method (HDRM) to better handle the dependent joint clearance variables. With the first order Taylor expansion for independent dimension variables and bivariate dimension reduction for dependent joint clearance variables, HDRM produces more accurate solutions than the FOSM and FORM while maintains higher efficiency than FORM and Monte Carlo simulation. A slider-crank mechanism is used as an example for the methodology demonstration and validation.     

基于有限元法的过盈配合应力分析

针对传统理论计算分析方法仅适用于外廓简单配合零件的局限,利用有限元法模拟了轴毂过盈配合分析过程,分析结果与传统理论分析结果具有较好的一致性.在此基础上,对某机构复杂轴毂配合情况进行了有限元法计算,该方法为复杂外廓零件的过盈配合计算提供了有力的依据.研究成果为校核连接零件强度、计算传动能力提供了依据,从而能更好地利用过盈配合的结构形式为机械设计服务.     

基于单边接触模型的含间隙槽轮机构动力学分析

基于单边接触的间隙模型建立了含间隙槽轮机构的动力学模型,运用ADAMS模拟了机构的工作情况和销子在轮槽中的运动过程,并着重分析了间隙对槽轮机构动力学的影响机理,以及间隙变化、输入转速改变和负载对槽轮机构动力学所产生的影响。     

基于COBRA的角接触球轴承仿真分析

借助COBRA软件对某角接触球轴承的游隙和结构参数进行了仿真分析,大大减少轴承的接触应力和滚道磨损发热量,缩短了设计周期,提高了生产效率。     

凸轮分度器转盘的轻量化设计

本文介绍了凸轮分度器在自动化领域应用、分类及工作原理,通过ansys的受力分析为转盘确定工艺孔的形状及位置做出初步的判定,为凸轮分度器负载的轻量化设计提供了一个简单的方法。