基于Ansys的注塑机前模板结构参数优化设计

目的寻求注塑机前模板加强筋最佳设计参数。方法在Pro/E和Ansys Workbench软件的协同环境下,运用Pro/E参数-关系模块,以注塑机前模板加强筋结构尺寸为设计参数,建立前模板等质量模型,并运用Workbench有限元静力学分析模块和参数设计模块,迅速计算出前模板力学参数在加强筋结构尺寸取一系列给定值时的对应值,从而得到加强筋结构变化对目标变量的影响关系。最后从what-if分析中,确定在设计变量取值范围内前模板最佳设计参数。结论通过模拟试验得出,优化后的模板与原始设计相比,最大应力减小了10.9%,最大变形也相应减小,这为前模板的优化设计提供了模板加强筋的设计要点。     

基于自适应成长原理的板壳结构加强筋分布设计技术

将自然界分枝系统形态自适应成长机理应用于板壳结构加强筋分布设计中,深入讨论板壳结构加强筋分布设计技术.应用ANSYS APDL二次开发语言进行编程,使提出的设计原理方便地应用于实际工程设计.整个应用程序包含前处理、优化迭代及后处理三个模块.前处理模块建立设计对象的基结构,基结构由基本板壳结构和初始加强筋组成.基本板壳结构可采用ANSYS中的建模模块创建或直接导入由其他CAE软件建立的几何模型,而初始加强筋由基本板壳结构上的节点连接而成的梁单元构成.优化迭代模块包含“选种”、灵敏度分析、分歧/成长/退化等功能.采用变量扰动法,基于ANSYS有限元分析模块计算活动加强筋的近似灵敏度.根据自然界分枝系统形态形成机理进行加强筋的分歧/成长/退化.最后由后处理模块输出设计结果.以若干典型的设计案例说明所提出方法的有效性,并通过与ANSYS的结构拓扑优化设计模块的设计结果比较说明了所提出方法的可行性．     

加强筋截面类型对轨道车辆板件结构隔声影响研究

针对轨道车辆轻量化设计后可能带来的隔声性能降低问题,研究不同截面加强筋铺设对板件隔声性能的改善效果。基于混合有限元-统计能量分析(Hybrid FE-SEA)方法建立轨道车辆加筋板结构隔声特性预测分析模型,系统分析T型、L型、I型和矩形加强筋截面类型对板件隔声性能的影响。研究结果表明,加筋板的刚度和1阶固有频率皆比均质板大,且随加强筋厚度的增大而增大;当加强筋厚度恒定时,T型加筋板的刚度和1阶固有频率最大,L型加筋板次之;敷设厚度15 mm的加强筋,板件的隔声性能最佳;当加强筋的质量、厚度、腹板面积及尺寸、翼板面积相等时,各类型加筋板的计权隔声量Rw差异不大;板件加筋后,刚度控制区的隔声量增幅3 dB~17 dB,1 250 Hz~4 000 Hz中高频段的隔声量增幅1 d B~6 d B。综合分析可知,以计权隔声量为评价标准时,在加强筋质量、腹板面积、翼板面积及尺寸相等时,敷设厚度15 mm加强筋,板件的隔声性能最佳,Rw较均质板可提高1.4 dB~1.5 dB,而加强筋厚度恒定时,T型和L型加筋板的刚度又最佳。相关研究成果可为轨道车辆板件结构加筋优化提供设计参考。     

板壳结构加强筋仿叶脉分布声辐射优化研究

将植物叶脉脉序分布的形成机理应用到基于声辐射优化的薄板结构加强筋布局中,提出了一种加强筋仿中叶脉布局的声辐射优化算法。以结构在优化频带内应变能和应力的均值作为加强筋生长准则,设计灵敏度则反映了结构声辐射性能对设计参数变化的敏感程度。四边固支方板和矩形板的加强筋分布的声辐射优化算例证明了该方法的有效性。     

基于拓扑优化的结构加强筋布局降噪方法研究

基于变密度拓扑优化方法,提出了通过优化加强筋布局来降低谐振结构辐射声功率的策略。优化中将加强筋单元的伪密度作为设计变量,约束为加强筋质量上限,所用寻优算法为移动渐近线(MMA)系列算法中的MMA-GC-MMA混合算法。对结构的振动响应使用有限元方法求解,对声辐射使用边界元方法求解,并在此基础上分析了目标函数对设计变量的灵敏度。以加筋箱体为例进行优化,验证了所提方法在降噪设计中的可行性和有效性,并对结果进行了讨论。     

动载荷激励下板壳结构加筋自适应成长方法

自适应成长法是基于自然界分支系统形态形成机理的一种高效结构拓扑优化设计方法。通过引入等效静态载荷法理论,运用自适应成长法解决板壳加筋结构在承受动载荷激励下的动态响应拓扑优化设计问题。根据板壳结构所受的动载荷边界条件,构建以动柔度为目标的优化数学模型,推导迭代公式,使板壳结构的加强筋从"种子"开始,沿着使结构最佳力学性能方向成长,从而形成最优加强筋分布形态。研究在简谐载荷和冲击载荷作用下的板壳结构加强筋设计例,并与静态载荷作用下的设计结果进行比较。研究结果表明,板壳结构在动态载荷作用下,其主加强筋布局形态和在静态载荷作用下相同,但在靠近载荷作用点附近出现与主加强筋平行的截面积较小的加强筋,以增加抵抗动态载荷的作用;而冲击载荷作用下的加强筋与一般简谐载荷作用下的加强筋相比,多出一层较复杂的框型筋板抵抗瞬时冲击力。     

混杂型高模量高韧性复合材料加强筋

针对现有复合材料加强筋存在的弹性模量低、断裂延伸率小、成本高等问题, 以成本低廉的钢纤维作为主要增强材料, 建立了一种新型混杂型复合材料加强筋的理论模型。分别制备了玻璃纤维复合材料加强筋和新型混杂型复合材料加强筋试样, 测试并分析了其单轴拉伸行为, 并进行了加速腐蚀试验。结果表明: 这种新型混杂型复合材料加强筋的弹性模量达142 GPa , 与玻璃纤维复合材料加强筋相比, 具有耐腐蚀、韧性好、成本低的特点。     

简谐激励下板壳结构加强筋仿生布局降噪方法

分析叶脉脉序形态的形成机理及构型规律,提取叶脉脉序生长的结构力学准则。以最小弹性应变能与抑制最大剪应力为主及次脉生长准则、以矢量平衡方程为脉序分歧准则建立具有叶脉分枝结构特征的板壳加强结构仿生设计模型。以降低谐振结构声辐射为目标,利用相似原理提出适合板壳结构加强筋布局设计的仿生脉序生长算法。并用典型薄板结构进行加强筋分布设计,验证板壳加强结构仿生布局方法在降噪中的可行性及有效性。     

多加强筋与单加强筋胀形及其判断条件

以底板盖零件为例 ,在分析了加强筋胀形条件的基础上 ,对多加强筋如何胀形提出了见解 ,并推导了多加强筋胀形能否一次胀形的可行性的判断条件 ,该判断条件经实际冲压生产使用 ,证明可行 ,具有一定的应用价值 .     

基于结构与材料参数的S形薄壁梁抗撞性与轻量化研究

以车身前部吸能部件前纵梁结构中常见方形截面S形薄壁梁为研究对象,探讨了如何通过合理引入诱导槽和加强筋设计提高其抗撞性,及基于材料属性实现轻量化设计。根据诱导槽位置分布、个数和加强筋分布的不同建立8种有限元模型,通过仿真优选了两种吸能特性较好的结构模型;在此基础上,以质量为约束,结构几何尺寸为设计变量,提高抗撞性为目标,对其中带有加强筋的S形薄壁梁进行多目标优化,并基于高精度代理模型快速获得了最优设计参数;对比碰撞力-位移仿真曲线与理论曲线,验证了优化模型的有效性;通过将加强筋板的材料改为镁铝合金,进一步实现了轻量化设计。研究成果为实现薄壁梁结构的抗撞性优化与轻量化提供新的解决方案。     

166.6 MHz超导腔加强筋结构的多物理场耦合仿真

高能同步辐射光源加速器的166.6 MHz超导腔采用4.5K饱和液氦浸泡冷却,其内导体与小束管之间设计有加强筋以改善超导的应力分布,加强筋会影响气泡排出,气泡聚集过多会降低液氦冷却效果,有引发失超的风险.使用Fluent、Hfss软件对超导腔内导体附近的流场进行了流动/传热/电磁多物理场耦合仿真,研究了加强筋顶部开孔设...     

MQY6095球磨机筒体法兰处有无筋板结构的有限元分析对比

本文通过对MQY6095球磨机回转体进行有限元分析,比较筒体法兰处有无加强筋板两种方案下筒体的最大应力和最大变形量,为设计工作提供参考。     

迎爆加强筋耦合程度及简化建模方式的研究

在对结构防爆能力的数值分析中,考虑所有迎爆加强筋的耦合,会大大增加建模工作量及计算时间。为提高计算效率,对局部板架结构中处于迎爆状态的纵向加强筋采用全耦合、不耦合及部分耦合等多种耦合程度的建模。并基于MSC.Dytran有限元分析软件,计算迎爆加强筋的耦合程度对结构响应及计算时间的影响,得到迎爆加强筋对耦合程度问题的简化。研究结果表明:在适当的情况下,一些耦合程度较低的建模方式仍可以保证计算精度,同时减少建模工作量和提高数值计算效率。     

迎爆加强筋耦合程度对响应的影响及简化建模方式的研究

在对结构防爆能力的数值分析中,考虑所有迎爆加强筋的耦合,会大大增加建模工作量及计算时间。为提高计算效率,文中对局部板架结构中处于迎爆状态的纵向加强筋采用全耦合、不耦合及部分耦合等多种耦合程度的建模。并基于MSC.Dytran有限元分析软件,计算迎爆加强筋的耦合程度对结构响应及计算时间的影响,得到迎爆加强筋对耦合程度问题的简化。研究结果表明：在适当的情况下,一些耦合程度较低的建模方式仍可以保证计算精度,同时减少建模工作量和提高数值计算效率。     

电动车电池包壳体辐射噪声性能研究

以某电动车电池包壳体辐射噪声控制为研究对象。首先，构建电池包壳体辐射噪声仿真模型，并采用有限元法和边界元法进行分析计算。然后，通过传递路径分析，研究电池包辐射噪声产生机理，获知增加上盖加强筋高度对改善辐射噪声效果不佳，提升支耳动刚度、合理设计上盖加强筋分别有利于改善中高频和低频辐射噪声。最后提出一种上盖加强筋多目标形貌优化方法，有针对性地衰减低频段内关注频率下的辐射噪声。基于上述研究，构建一套电池包壳体低噪声优化设计流程，可在产品开发初期为结构设计提供直接指导，具有良好的工程实用价值。     

塑料包装容器中加强筋的设计与艺术作用

在当代包装设计中,加强筋作为容器设计中的结构元素之一,其艺术作用已远远超出了其结构作用。其艺术作用主要体现在形体装饰设计与人性化设计两方面。     

车身件 SKD 运输包装中的车载车架结构优化设计

基于车身件的SKD运输包装,针对随机振动分析中车架强度不足的问题,利用Design Explore对加强筋的角度及尺寸进行了优化设计,选取了最优解,使承载车架结构在重新设计后满足强度及变形量的要求。     

超空泡射弹尾拍结构动力学响应分析

超空泡射弹在运动过程中存在尾拍现象,导致结构发生振动,影响射弹的弹道稳定性,降低射弹结构的可靠性。该文建立了射弹无约束动力学方程,使用有限元法求解得到了超空泡射弹在尾拍载荷作用下的动力学响应,并对射弹的加固模型进行了分析,给出了环状加强筋个数、直径以及间距对降低射弹振幅效果的影响。研究结果表明：超空泡射弹在尾拍运动过程中转动周期和幅值随加强筋个数的增大而增大;射弹头部的弹性振动幅值随加强筋个数和直径的增大而减小,振动周期亦随加强筋个数的增大而减小;加强筋距离的减小,对于降低射弹中部振幅效果明显,但对射弹头部的振动几乎没有影响。     

连接界面不定性对于加筋板结构振动能量传递特性的影响分析

加筋板结构有着极为广泛的工程应用,准确预测振动能量(结构声)在加筋板中的传递特性是对于工程结构进行有效、合理声学设计的一个极为重要的环节。本文以板-筋-板组合系统为研究对象,将加强筋视为板件结构的中间连接件,通过仿真分析计算,研究了加筋板的参数不确定性对筋板组合系统的功率流传递特性影响。考虑到加强筋与所连接板件通常具有较大的动态特性差异,仿真模拟以中频混合分析法(Hybrid FE-SEA method)为主。研究表明:在长短波并存的中频域,加筋板中的结构声传递特性受加强筋刚度和边界条件变化的影响较大,而受其材料属性和连接自由度数量变化的影响较小。     

ITER导体检漏真空室的设计与优化

本文介绍了ITER导体检漏真空室的结构设计;对设置中部加强筋与不设置中部加强筋条件下的壁厚分别做了计算比较,表明设置中部加强筋后可以将壁厚减少4.3 mm;给出了利用ANSYS软件对真空室壁厚进行优化计算的几何模型和数学模型,并得到最优壁厚分别为上、下封头15 mm,中筒10 mm;最后对真空机组进行了设计,选择1台1600 L/s复合分子泵、1台15 L/s前级泵、2台70L/s的粗抽泵组成的真空机组,达到1.0×10-4Pa的真空度需要抽气时间为10 h