剪叉式升降平台设计与有限元分析

目的针对市场上现有单级剪叉式升降平台的不足,提出一种可变幅面、可设定升降高度的剪叉式升降平台,设计其机械结构,并进行力学性能分析。方法利用三维建模软件SolidWorks对升降平台进行三维实体建模;利用有限元分析软件Ansys Workbench建立有限元模型,对其静态承载性能进行仿真分析。结果得到了该平台在特定载荷下,在升起且伸缩台板合上,升起且伸缩台板拉开,降下且伸缩台板合上,降下且伸缩台板拉开4种工作状态下的总体变形和等效应力情况。其中最大总体变形主要位于伸缩台板左边缘,上述4种工作状态下的最大总体变形分别为1.97,1.07,0.73,0.33 mm,都在允许范围内;最大等效应力出现在剪刀撑铰点附近,上述4种工作状态下的最大等效应力分别为47.51,40.10,185.34,170.02 MPa,均小于结构钢材料的屈服极限(235 MPa),强度满足要求。结论所提出的可变幅面、可设定升降高度的剪叉式升降平台,拓展了传统升降平台的功能。     

新型单轨悬挂搬运系统设计

目的满足现代物流仓储搬运的自动化需求与空间利用最大化的要求。方法借助三维软件建立系统模型,合理设计该系统的布置与基本结构,包括搬运功能区的布置与流程、总体结构方案的设计、升降机构的设计与牵引车的设计。利用Solid Works软件对新型机构和牵引车的运行速度进行仿真分析。结果新型升降机构升降高度和牵引车的运行速度满足设计要求,达到了预期的设计目的。结论该系统可以实现快速、高效搬运,能够满足制造业和配送中心对空间利用率的要求。     

高速重载模切机动平台运动分析及结构优化设计

目的 利用Ansys有限元分析软件,对模切机动平台进行分析及优化设计,实现高速重载模切机动平台高精度、高可靠性、高速平稳运行。方法 采用有限元分析软件对现有的动平台进行有限元分析,在加载一定压力情况下,得到平台的应力、应变以及位移云图,判断现有动平台是否满足重载的需求,同时得到可以进行优化的位置及空间;对优化后的动平台进行有限元分析,将得到的应力、应变以及位移结果与优化前的进行对比。结果 优化后的动平台整体质量减小了157kg,加载相同载荷的情况下,优化后的动平台最大变形量减小。结论 利用有限元分析的手段,可以从理论方面指导模切压力试验平台的结构优化设计,提高设计的准确性,缩短产品的试制周期。     

半埋雷打捞装置夹紧爪结构优化

以半埋雷打捞装置夹紧爪为研究对象,依据夹紧爪的工作要求,在常规设计结果的基础上,将有限元分析方法和传统的优化技术相结合,建立了基于有限元分析的优化模型。利用结构分析软件ANSYS软件完成了优化计算,得到了优化结果,并将有限元优化的设计结果和常规设计结果相比较.结构优化后的夹紧爪既满足了打捞鱼雷的要求,又使材料的承载能力得到了充分的利用.分析结果表明,将基于有限元分析的优化技术应用于夹紧爪的设计是一种有效的方法.     

基于接触的水下夹桩器卡环连接结构设计

水下夹桩器是一种广泛应用于海洋石油平台建设的液压夹具。卡环式连接结构被应用于水下夹桩器。在水下夹桩器卡环连接结构设计中引入基于多体接触的有限元优化设计过程。阐述了基于扩张的拉格朗日算法有限元分析的接触优化模型建立,利用ANSYS软件参数化设计语言完成了优化计算。优化结果显示,采用非线性有限元法和优化方法对卡环连接结构进行设计能够取得满意的效果,设计结果满足工程要求。     

基于TRIZ理论的纸盒成型机主轴结构的优化设计

目的运用TRIZ理论对纸盒成型机主轴结构进行优化设计。方法利用TRIZ理论的冲突解决原理对纸盒成型机主轴结构进行分析归纳,得到相应的创新设计原理和优化方向,通过分析对比选择最佳的创新原理,以解决设计中的矛盾,并利用TRIZ理论提供的优化方向对主轴结构进行有限元分析。结果通过TRIZ理论得到了纸盒成型机主轴结构的优化方案和方向,利用有限元仿真软件进一步分析得到了纸盒成型机主轴结构的的最大变形为0.1796 mm,通过对纸盒成型机主轴结构最终优化方案的实验验证,得到主轴结构的最大变形为0.18 mm,满足使用要求。结论利用TRIZ理论和有限元相结合的方式为纸盒成型机主轴结构的优化设计提供了一种新的思路,同时也为纸盒成型机主轴结构的进一步优化设计提供了依据。     

CPS理念下灯具包装设计方法研究

目的通过对灯具市场的调研分析,提出一种基于CPS理念的灯具包装方法。方法以装饰性台灯为例,将其计算机模型作为研究对象,并以有限元分析软件Ansys为平台,通过静态和动态性能的研究,得出包装件的应力应变情况。最后利用TOPS Pro软件的优化功能进行装箱优化。结果从有限元分析数据可以看出,最大应力与固有频率都满足包装要求。装箱优化后,卡车的面积使用率为95.7%,体积使用率为88.6%。结论通过设计与研究,得到了一种既合理又低成本的包装方法。     

基于ADINA的大型隔膜泵下箱体的强度分析与结构改进

下箱体是大型隔膜泵动力端的关键部件之一,也是动力端重量最大的关键件。在隔膜泵的设计过程中,应根据其实际所受载荷对下箱体进行静强度分析与疲劳强度分析,以确保下箱体在隔膜泵运行过程中安全性。本文以长距离管道输送用大型隔膜泵下箱体为例,采用有限元软件ADINA对其进行强度分析并对分析结果进行校核,提出结构修改方案以达到优化下箱体结构和降低产品生产成本的目的,分析所得结论,对大型隔膜泵下箱体及相关产品的设计与研发具有一定的理论指导意义。     

大幅面高速重载模切机动平台传动肘杆分析及设计

目的 利用Ansys有限元软件，对模切机肘杆进行分析及优化设计，实现高速重载模切机动平台高精度、高可靠性、高速平稳运行。方法 采用Adams动力学分析方法，对传动肘杆运动的位移、速度和加速度进行分析，得到其曲线，分析其是否满足重载高速运动工况下模切机的运动规律；利用牛顿-欧拉方法求解复杂多刚体运动系统动力学问题，求出下肘杆受力的数值解，利用有限元分析软件对动平台传动肘杆进行有限元分析，得到在加载一定压力下的应力、应变的云图，并与数值解进行对比分析，判断下肘杆机构是否满足重载的需求。结果 得到了肘杆部件的应力云图和变形云图，及其各个零件的最大应力，应力最大值为469.1 MPa。结论 利用有限元分析的手段，从理论上指导模切压力试验平台的结构优化设计，提高了设计的准确性，缩短了产品的试制周期。     

木托盘有限元分析自动化

目的实现木托盘设计与自动化分析一体化。方法基于Creo建立托盘模型库,利用AnsysAIM日志和脚本记录功能,使Creo软件与Ansys AIM无缝连接,实现对模型结构的自动化有限元分析。随后分别对木托盘进行抗弯和角跌落试验,并进行有限元分析与实物试验验证,证明Creo与Ansys AIM自动化分析一体化的可靠性。结果有限元分析与试验结果都满足标准中规定的性能要求,偏差分别为5.2%和6.8%,在标准范围内,说明仿真分析结果具有一定的参考价值。结论完成了基于Creo平台快速、准确、易操作的木托盘设计与自动化有限元分析系统一体化,解决了有限元分析操作难度大、效率低的问题。     

木质平托盘抗冲击性能有限元分析及试验研究

目的 以木质平托盘为对象,通过有限元仿真和试验分析影响木质平托盘抗冲击性能的主要因素。方法 用SolidWorks建立木质平托盘的3D模型,利用Abaqus有限元软件,以GB/T 4996—2014为依据进行角跌落试验仿真,分析木质平托盘上木质构件以及托盘钉上产生的应力和位移。为了进行对比,在实验室进行木质平托盘产品的角跌落试验,观察木质平托盘的破坏形式,并测量其对角线长度。结果 有限元仿真与实验室实物试验结果相吻合,验证了有限元仿真分析的正确性和有效性。有限元仿真分析发现钉孔处木质构件和托盘钉产生应力集中并逐渐发生塑性变形,且应力和变形数值随跌落次数的增加而增大,仿真和试验均表明跌落侧纵梁向内侧凹陷且变形最为明显,木质平托盘对角线变化量受跌落次数逐渐变大。结论 木质平托盘抗冲击性能随跌落次数的增加而下降。木质平托盘中木质构件、托盘钉的性能,以及托盘钉紧固件与木质构件的连接强度是决定木质平托盘抗冲击性能的关键因素。     

OSB板托盘的叉举试验及有限元分析

目的验证OSB板材能否用于托盘的制作,以及OSB板托盘在叉举过程中的应力应变情况。方法通过Solid Edge建立使用钢钉模型进行连接的OSB板托盘模型,并使用软件内的NX Nastran仿真模块对托盘模型进行有限元分析,得出托盘叉举工况下的应力应变分布图,同时对OSB板托盘进行叉举试验。结果通过对OSB板托盘进行有限元仿真分析和实际实验,得出在6.5 k N载荷下,仿真分析的最大变形量为16.75 mm,实际实验的最大变形量为18.2 mm,两者数值近似,验证了有限元分析的有效性。结论确认了OSB板托盘的实用性,以及在托盘设计阶段使用有限元法对托盘性能进行分析验证与优化的可行性。     

钢钉数量对托盘弯曲力学性能的影响

目的确定能够满足托盘安全使用需求时的钢钉数量。方法通过Iron CAD三维建模软件建立不同钢钉数量的托盘模型。利用AnsysWorkbench软件对1—5颗钢钉数量的托盘进行有限元仿真分析,再通过托盘抗弯强度试验,得到其实际变形量,并对有限元结果与试验结果进行对比分析。结果在3.5 kN载荷下,托盘的最大弯曲变形在不断减小。有限元结果表明,托盘最大变形量1颗钉为48.624 mm,2颗钉为46.139 mm,3颗钉为38.740 mm,4颗钉为25.280 mm,5颗钉为22.899 mm。试验结果表明,托盘最大变形量1颗钉为46.654 mm,2颗钉为43.572 mm,3颗钉为36.344 mm,4颗钉为30.697 mm,5颗钉为27.273 mm。试验结果与有限元结果趋势相同,验证了仿真的可靠性。结论随着钢钉数量的不断增多,胶合板托盘的抗弯能力在不断增强,当钢钉数量达到4颗后,即可满足托盘的安全使用需求。     

秸秆纤维栈板的设计与研究

目的研究可用于工业包装的秸秆纤维栈板。方法通过对1/4栈板进行建模和有限元分析,而后用一定配比的秸秆纤维浆通过半湿压工艺对其进行试制,并对其进行最大压力和耐破强度试验。结果该方案测试结果与软件分析的结果比较接近,栈板的最大压力可达7424 N,材料的耐破极限达到2.833 MPa。结论通过有限元分析与试验验证,文中设计的栈板能够满足使用要求,且承重为750kg,该设计方案可行。     

移动式架车机伸缩托头-托架接触的有限元分析

采用基于接触对的非线性接触分析处理接触问题时,其分析结果更接近工程应用实际，但计算成本比较高且存在不收敛的情况。而自由度节点耦合分析不但能降低计算成本，而且能够保证一定精度。为了探究在一定误差范围内选用自由度节点耦合分析来替代基于接触对的非线性接触分析的可行性，以举升重量为15 t的移动式架车机为研究对象，在ANSYS软件中建立伸缩托头-托架的接触模型与节点耦合模型，在举升高度最大且伸缩托头完全伸出的工况下进行有限元分析，考虑接触刚度系数与摩擦因数对有限元分析结果的影响，分析了2种模型各接触区域等效应力的区别。通过比较2种模型的有限元分析结果可知，2种模型各接触区域的等效应力值存在一定的相对误差，且接触区域内2个接触面的相对滑动程度决定了接触分析的精度。对于精度要求不高的机械结构，可以考虑用自由度节点耦合分析来替代基于接触对的非线性接触分析。     

木托盘受力性能理论分析及有限元模拟

目的对木托盘静载堆码时的力学性能进行理论分析和有限元模拟。方法建立木托盘顶铺板和纵梁板的力学模型,通过理论计算获得选用松木和杨木LVL 2种不同材料时的最大应力和最大挠度;按国家标准建立木托盘有限元模型,进行网格划分、施加载荷和约束后,获得选用松木和杨木LVL 2种不同材料时的最大等效应力值和最大变形量,并与理论分析结果进行对比。结果理论分析和有限元分析结果规律一致,最大应力均出现在中间纵梁板上,最大变形均发生在顶铺板上,且数值差距较小,2种分析方法均合理可行。结论该研究为木托盘的性能分析提供了有效的方法。     

基于SolidWorks的铁路敞车裸包装玻璃集装架设计

目的为解决铁路木箱包装玻璃运输过程中存在的包装费用贵、破损率高、耗时长、稳定性差等问题,设计一种安全稳定、可循环使用、易拆解回送、可适合多种规格玻璃运输的新型集装架。方法使用SolidWorks软件对集装架进行三维建模,确定装载加固方案,计算运输途中作用在玻璃上的各种力,对玻璃集装架进行有限元分析。结果集装架底架、侧门、档杆最薄弱部分应力分别为133.4,99.88,109.4 MPa,位移变形量分别为1.257,1.792,1.916 mm,均符合规定。结论铁路敞车裸装玻璃集装架运输,应用前景良好,可有效降低玻璃破损率,减少包装费用。