离心叶轮的应力数值分析与结构优化

利用ANSYS软件平台进行离心叶轮应力分析，分别对叶轮进行整体以及无叶片轮盘的分体建模，计算叶轮在转动中叶轮应力分布和叶轮形状的对应关系。通过改变叶轮的结构参数有效降低了叶轮的最大应力，为叶轮的结构设计提供了重要工程参考。     

梯度材料球罐热弹性应力分析

对梯度材料球罐承压条件下的热弹性响应进行分析,通过求解应力控制方程分别考察不同弹性梯度因子和温差梯度因子对球罐中应力分布的影响。分析结果表明,即使不考虑梯度温差应力的影响,梯度材料球罐的最大环向应力也不总在球罐的最内层,而是取决于材料的弹性梯度分布;并且,不同球罐壁厚下,弹性梯度因子对球罐应力分布的影响作用也明显不同。随着温差梯度因子的增加,球罐中径向应力将从完全受压状态转变为部分受拉状态,而球罐内外壁的环向应力差值也随之增大。     

基于ANSYS的自动模切机主机墙板的应力分析和结构优化

在正常工作情况下，高速自动模切机的主机墙板会受到很大的冲击，这会大大影响到模切精度，导致产品质量严重下降。应用有限元分析软件ANSYS对其进行有限元分析，掌握其应力和变形的分布情况，并在有限元分析的基础上进行结构优化，使得优化后的结构在刚度和强度上有很大的提高，从而有针对性地解决实际问题。     

基于ANSYS对压力容器的应力分析与结构优化

应用ANSYS软件对平板封头压力容器进行应力分析和结构优化设计.结合机械优化设计方法,采用ANSYS软件中提供的一阶优化方法,得到精确方案,在满足应力强度要求下容器重量下降4.7%,优化结果明显.该方法对压力容器在工程中的应用起到一定作用.     

承压梯度材料球罐与时间相关应力分析

对梯度材料球罐蠕变条件下的应力行为进行分析.在弹性解的基础上,通过求解应力变化率微分方程,获得任意蠕变梯度分布下应力分量的解析解.在此基础上分别对蠕变参数沿壁厚呈线性递增和线性递减两种梯度分布进行探讨.分析结果显示,材料的蠕变梯度不仅决定各应力分量沿壁厚的分布和大小,还对蠕变应力随时间的发展变化起重要作用.文中对时间步长的选取也作了进一步探讨,为分析梯度材料球罐与时间相关行为提供理论依据.     

基于ANSYS的自动模切机主机墙板的应力分析和结构优化

在正常工作情况下,高速自动模切机的主机墙板会受到很大的冲击,这会大大影响到模切精度,导致产品质量严重下降。应用有限元分析软件ANSYS对其进行有限元分析,掌握其应力和变形的分布情况,并在有限元分析的基础上进行结构优化,使得优化后的结构在刚度和强度上有很大的提高,从而有针对性地解决实际问题。     

基于弹性理论的功能梯度材料管板应力分析

功能梯度材料因其优良的热力学特性,在高温高压、大温差服役环境中的换热器管板制造过程中得到了广泛应用。目前,对功能梯度材料管板应力的求解都是基于弹性理论中的经典板理论求得。为此,利用物理中面概念,将材料的各向异性问题转化到经典板理论中,建立法兰连接且不兼做法兰的功能梯度材料管板的应力分布计算公式及管板危险点应力的求解公式,并采用ABAQUS对其进行压力载荷下的有限元分析,验证理论解的合理性。     

热-机械载荷下梯度材料圆筒的应力分析

对梯度材料圆筒在内外压及非均布温度载荷作用下的应力状态进行理论分析。通过引入弹性梯度因子和温度梯度因子获得热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力解析解,进而探讨弹性梯度因子和温度梯度因子对径向、周向和轴向应力分布的影响,为梯度材料圆筒的结构设计提供可靠的理论依据。计算结果表明,应力分量沿壁厚的分布随内外压比值的不同而不同,其中径向应力与坐标位置密切相关,与梯度因子关系不大。对于不同的梯度因子比,存在一最优值使得梯度圆筒内外壁面周向应力差值最小。与内壁处轴向应力相比,外壁处轴向应力对内外压比值的变化更为敏感,并且当弹性梯度因子与温度梯度因子比小于1时,轴向应力几乎不受梯度因子比值变化的影响;而当梯度因子比大于1时,轴向应力迅速减小,且外壁处的减小速度远大于内壁处的减小速度。     

蠕变条件下梯度材料球罐应力应变行为分析

推导内外压载荷下梯度材料球罐与时间相关行为的解析公式,在此基础上分别分析弹性梯度分布和蠕变梯度分布对球罐蠕变应力应变的影响.计算结果表明弹性参量的梯度变化只对蠕变初始阶段应力分布有影响,当蠕变应力达到稳态值后,球罐中的应力水平将只取决于蠕变参量的梯度分布;而蠕变应变分布则同时与材料的弹性和蠕变两种梯度变化有关.就降低梯度材料球罐蠕变应力应变值进行探讨,为梯度材料球罐的结构设计和优化提供基本的理论依据.     

含自重载荷的功能梯度材料结构时域动力学拓扑优化设计

提出了一种含自重载荷的功能梯度材料(FGM)结构时域动力学拓扑优化设计方法。在固体各向同性材料惩罚(SIMP)框架下,提出了一种针对FGM-SIMP的结构自重载荷分布策略。以FGM结构动柔度最小为优化目标、以结构体积为约束,建立了动力学结构优化列式。基于伴随法,在时域内进行了灵敏度推导,并用移动渐近线方法进行求解。通过二维和三维典型数值算例系统研究了含自重载荷下FGM结构的拓扑优化设计问题,并深入探讨了自重载荷和材料梯度分布方向对结构优化结果的影响,发现自重载荷和材料梯度分布方向对FGM结构的优化构型和动刚度具有很大影响。最后,以均一材料(FGM的特例)为例,通过数值仿真和实验测试方法验证了所提方法的有效性,并证实了所提方法可有效提高结构的固有频率和结构动刚度。     

复杂工程系统优化设计面临的问题及解决方法

指出用常规优化方法对复杂工程系统进行优化设计时面临的效率、精度和复杂信息交换等三方面问题,并结合复杂工程系统的优化计算过程,详细分析产生这些问题的原因。采用响应面方法,构建一种逐步逼近的序列响应面迭代优化计算格式。该方法使优化进程中复杂的系统分析模型被响应面模型所取代;同时还构造了一个系统数据库,在每一迭代步都有新的数据加入到该数据库中,响应面模型根据扩展后的数据库不断更新从而逐步逼近真实模型。为在保证精度的前提下减少计算量,提供一种加入数据库中新数据的选取方法,利用此方法实现了一大型运输机机翼的气动-结构一体化优化设计,计算结果表明该方法的有效性。     

MEASURING OF COMPLEX STRUCTURE TRANSFER FUNCTION AND CALCULATING OF INNER SOUND FIELD

In order to measure complex structure transfer function and calculate inner sound field,transfer function of integration is mentioned.By establishing virtual system,transfer function of integration can be measured and the inner sound field can also be calculated.In the experiment,automobile body transfer function of integration is measured and experimental method of establishing virtual system is very valid.     

轻型客车车身刚度灵敏度分析及优化

建立某国产轻型客车车身刚度有限元分析模型，确定有限元模型的边界条件及分析载荷，并对有限元模型进行试验验证。利用ANSYS软件就该车的车身骨架及车架各部件对车身弯曲刚度和扭转刚度的灵敏度进行分析，根据灵敏度分析结果选择设计变量，以车身的总质量和车身构件的最大应力为状态为量，以车身弯曲刚度和车身扭转刚度为目标函数，对该车的车身刚度和车身扭转刚度进行优化。     

双季稻高速插秧机偏心链轮分插机构结构设计和参数优化*

介绍一种新型水稻插秧机分插机构--偏心链轮分插机构,其传动部分是由5个偏心链轮组成1个太阳轮、1对行星轮(与载植臂固结)和1对张紧轮.在优化太阳轮和行星轮参数时,把取秧角、插秧角、秧针轨迹、轨迹高度作为目标函数,在确定目标函数时,要求适应双季稻插秧,在优化张紧轮参数时,把链条处于张紧状态下,其长度变化最小作为目标函数.在理论上确定了主要机构参数,研制了分插机构传动部分,并通过试验台验证了理论模型和优化方法.     

全挂车形式叉车悬架弹性结构的优化设计

针对全挂车叉车原始样车的设计特点进行分析,指出原始设计的主要不足之处,提出一个旨在改善其高速行驶稳定性的悬架弹性结构修改方案。进而,将优化设计原理应用于悬架弹性结构的匹配设计领域。基于车辆系统的动、静力学分析,结合对整车高速行驶稳定性影响因素的讨论,建立相应的优化模型并进行求解,从而确定出能够满足整车高速行驶稳定性设计要求的悬架弹性元件的最佳刚度特性。最后,对优化设计的有效性加以检验。一方面,建立悬架系统与整车匹配分析的功能虚拟样机,对全挂车叉车在高速拖行状态下的稳定性进行仿真,结果表明：经过优化设计的全挂车叉车,其高速行驶稳定性获得了明显提高。另一方面,以优化设计结果为指导,完成了新一轮样车试制,并在实际道路条件下对优化前、后的样车进行高速拖行稳定性对比试验,结果同样表明：针对悬架弹性结构的优化设计,的确可改善整车的高速行驶稳定性。     

基于复杂网络的产品族零部件通用性分析方法

将产品族的主结构采用有向复杂网络的形式加以描述,产品族中的零部件作为网络的结点,零部件之间的隶属关系作为网络的边。运用简单路径搜索等算法对各个结点的介数、数量、次数、入度和出度等参数进行计算,并得出各参数的双对数坐标统计曲线,结果总体上符合幂律分布,表明各参数具有择优特性且产品族零部件关系网是无标度的。建立了零部件通用性的经验公式,对产品族中的零部件通用性进行了统计,得出了产品族的通用件和定制件。在研究中,以某企业工业汽轮机产品族为例,对其零部件通用性进行了分析。     

楔环连接结构两种有限元优化设计方案研究

利用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发,建立楔环连接结构的参数化有限元模型。为了对该结构进行优化设计,以楔环径向和轴向尺寸为设计变量,以结构最大应力比为目标函数设计结构的增强优化方案,以结构的各件应力比差的平方和为目标函数设计结构的等强设计方案。采用基于共轭梯度法的一阶优化方法求解,增强优化的结果表明,拉伸载荷下结构的最大等效应力降低21.1%,安全系数由1.08提高到1.37,可达到增强设计目的;等强优化的结果表明,优化后结构各件应力比接近,应力比差的平方和从0.600降为0.067,可以达到等强设计目的。实践说明采用非线性有限元法和一阶优化法对连接结构进行优化能够取得预想的效果。     

汽车车轮结构强度分析

针对车轮动态弯曲疲劳试验建立了两种轿车车轮的静态线性有限元模型，它们可以有效地用来确定车轮结构的危险点，即结构中计算应力（von Mises应力）比较大的点。结构危险点的计算应力反映该处的应力集中程度。对车轮结构上计算应力较大的测点进行实验应力分析，验证有限元分析结果。对结构危险点的应力状态进行分析，有助于预测车轮疲劳裂纹的发生方向和引起疲劳损伤的主要应力循环，在所研究的车轮结构中也就是沿着车轮径向的正应力变程。分析还表明，在动态弯曲疲劳试验中，车轮结构各点所承受的可能是非对称应力循环。     

复杂结构塑性极限分析的修正弹性补偿法

弹性补偿法(ECM)是结构塑性极限载荷分析中一种简单有效的方法,但对复杂结构其计算结果往往存在较大误差.采用Banach不动点原理,分析ECM法计算下限极限载荷时存在的收敛性问题,指出只有在弹性模量迭代序列满足压缩映射条件时,才能得到极限载荷的较好逼近值,从而提出复杂结构极限分析的修正弹性补偿法(KtECM).该方法采用一种结构主要承载单元的弹性模量迭代序列均满足压缩映射条件的迭代方法,并引入与结构应力集中系数相关的调整因子λ,给出名义应力的较为合理的定义方法,建立调整因子与应力集中系数之间的关系式.典型复杂结构的极限载荷分析计算表明:KtECM具有简单、高效、易于工程应用等优点,能够提高对复杂结构极限载荷的计算精度,调整因子λ的引入可以起到协调计算精度与时间的作用.     

黏弹性梁弯曲振动的复模态分析

发展复模态分析研究黏弹性梁的弯曲振动。将梁的控制方程写作状态变量的形式，然后利用复模态的正交性可解耦为无穷多个彼此独立的常微分方程组。基于固有频率和模态函数，可以得到黏弹性梁对于任意初始条件和外激励的响应。在固支梁的边界条件下确定黏弹性梁的固有频率、衰减系数和模态函数，并计算梁受两种典型的外激励时的响应。