DSP210J膜片弹簧的优化设计

建立膜片弹簧优化设计的数学模型,在数学模型中建立了目标函数、设计变量和约束条件。建立的目标函数是多目标函数,用Matlab工具箱中的fmincon函数求出最优解。优化后的膜片弹簧符合一东离合器股份有限公司的峰值和谷值要求,通过5个试件进行的膜片弹簧载荷-大端曲线峰值和谷值的试验,结果符合优化设计要求。     

基于灵敏度分析的离合器膜片弹簧优化设计

利用灵敏度分析的方法，有目的地选择适当的设计变量，对汽车离合器用膜片弹簧进行优化设计，改进了以往只凭经验选取设计变量进行优化，造成变量过多、计算冗长且结果有偏差的问题。通过对膜片弹簧载荷-变形公式的灵敏度计算，找出对目标函数灵敏度较高的膜片弹簧内锥高h、厚度t、碟簧部分内半径r以及工作状态下膜片弹簧大端变形量λb等4个参数作为设计变量，将七维问题简化为四维，减少了运算量，清除了多余变量对优化过程的干扰作用，使结果更准确可靠。     

基于遗传算法工具箱的膜片弹簧优化及仿真

针对离合器中的膜片弹簧工作特性,采用遗传算法工具箱,根据汽车离合器中摩擦片和膜片弹簧两部件之间的相互作用,对膜片弹簧进行优化.通过实例验证表明,优化后的膜片弹簧在磨损范围内前后压紧力变化减小,即提高了压紧力的稳定性,本文优化的结果可为汽车离合器的设计提供理论参考.     

结构有限元分析在膜片弹簧中的应用

运用UG软件的FEA模块进行结构有限元分析,结合有关结构静力学和动力学的基本知识,讨论了结构有限元分析中常有单元的力学特性,以及各自的应用范围,利用UG软件Scenario功能对膜片弹簧进行了有限元分析。     

基于MATLAB的膜片弹簧参数对性能影响及优化

根据膜片弹簧载荷与相对轴向变形值的关系,利用MATLAB软件分别对自由状态碟簧的内截锥高度、膜片弹簧钢板厚度、未受力时碟簧部分的大小端半径、压盘加载点半径和支承环加载点半径六个重要特征参数进行分析,总结了各特征参数对膜片弹簧性能的影响;对某型膜片弹簧进行了优化,各参数在优化后提高了离合器的相关性能并延长离合器的使用寿命。     

基于改进遗传算法的膜片弹簧综合优化设计

针对离合器内部结构的复杂性及膜片弹簧工作环境的特殊性,通过分析膜片弹簧欲达到的优化效果,采用预设定膜片弹簧理想工作值的方法来制定优化设计目标,并权衡各优化目标的权系数对膜片弹簧进行综合优化设计,以增强离合器的工作性能。运用改进的遗传算法来快速、准确的分析求解优化设计模型,结果表明,该优化策略得到了收敛速度快并避免陷入局部解的全局最优解。     

有限元方法计算套损问题

在套管损坏问题的研究中，选择平面有限元对引起套损原因进行分析，建立物理模型并阐述了该方法的原理，确定了该物理模型的边界条件，用四边形等参平面有限元进行计算求解，引入了摩擦元进行模拟在地层注水后产生的浸水域引起的地层错动面，考虑了岩石单元的非线性特性，以此方法开发的程序可以对地层压力改变、浸水域位置改变、浸水域大小改变和泥岩水化程度进行分析，本研究方法为套损研究提供了一个新思路。     

基于SBFEM计算应力强度因子的叠单元法

基于SBFEM(scaled boundary finite element method,比例边界有限元法),提出了一种裂缝应力强度因子计算的叠单元法.对于含裂缝的结构,该方法首先将其离散为不含裂缝的整体FEM网格和包含裂缝及周边一定范围计算域的局部SBFEM网格,两者相互独立.然后,将整体网格和局部网格叠加,通过几何拓扑运算,可得单元间的相互关系.在局部SBFEM计算域内,采用SBFEM的位移模式;在SBFEM计算域之外,借鉴流形元的思路,采用有限元的位移插值模式.最后,通过在局部SBFEM网格外的边界施加虚拟结构面的模式,实现整体域网格和局部域网格的耦合.通过3个经典的含裂缝平板的算例研究,表明该方法能有效降低裂缝分析时的前处理的难度,且计算精度也较高.     

基于自动微分的随机有限元方法

基于自动微分技术的基本原理,结合有限元分析,提出了一种随机有限元的计算方法。采用Fortran90语言编写了计算模块,可以在计算应力和应变等响应数值的同时,快速准确地计算出应力和应变对各随机参数的偏导数值。应用该方法对高压天然气罐进行了随机结构的响应分析,其结果与蒙特卡洛方法的模拟结果基本吻合。该方法不但可以分析随机参数为载荷和材料特性的随机结构,而且还可以分析随机参数为几何形状尺寸的随机结构,特别适合于一些求不出解析解但可以用有限元计算的工程结构的随机响应分析,为随机有限元的工程应用奠定了基础。     

光滑节点域有限元法

本研究采用与有限元法(finite element method, FEM)相对照的方式,论述了光滑节点域有限元法(node-based smoothed finite element method, NS FEM)节点域的形成方式,光滑应变矩阵的求解步骤以及光滑有限元形函数的计算方法。利用matlab对典型算例进行编程分析,结果表明NS FEM计算刚度矩阵偏软,位移和应变能为解的上限,应力、应变和应变能具有良好的计算精度且不会产生体积锁定现象等。     

基于光滑有限元法的体积锁定研究

针对数值模拟中求解几乎不可压缩材料时产生的体积锁定问题,提出了2种基于光滑有限元法的解决方案。方案1基于光滑子单元域有限元法,通过将材料特性矩阵划分为剪切部分和挤压部分,利用选择积分分别形成相应的刚度矩阵,对产生体积锁定的挤压部分运用一个光滑子单元进行计算,而对剪切部分运用多个光滑子单元进行计算;方案2综合应用光滑节点域有限元法和光滑边域有限元法,用免于体积锁定的光滑节点域有限元法计算挤压部分,用结果精确的光滑边域有限元法计算剪切部分。算例研究结果证明了2种方案的正确性和有效性,且方案2的计算精度高于光滑节点域有限元法。     

基于Arlequin方法的无网格法与有限元法耦合

研究将有限元法和无网格法进行耦合的新方法.在简要介绍无网格Galerkin法及Arlequin方法的基本理论的基础上,提出基于Arlequin方法的无网格法与有限元法的耦合分析法,给出了计算列式并编制了相应的耦合分析程序.对一端部受均布竖向力作用的悬臂梁和一端固定一端受均布拉力的带边裂纹平板进行了分析,探讨了耦合分析对有限元域以及无网格域的应力或裂尖应力强度因子计算结果的影响.数值算例验证了程序的正确性,表明了基于Arlequin方法将有限元法与无网格法进行耦合分析的可行性.     

基于梁格法及板壳有限元法的立交桥空间分析

研究了城市立交桥多股匝道交汇处的异形梁结构的空间受力特性．以某立交桥异型梁为工程背景,采用梁格法模型及板壳有限元法模型对该异型结构进行了对比计算分析,分析研究表明：相对于实体板壳有限元法,梁格法作为一种介于平面和实体有限元方法之间的结构计算方法,其计算简便、高效、实用,可以用于工程设计．     

基于梁格法及板壳有限元法的立交桥空间分析

研究了城市立交桥多股匝道交汇处的异形梁结构的空间受力特性.以某立交桥异型梁为工程背景,采用梁格法模型及板壳有限元法模型对该异型结构进行了对比计算分析,分析研究表明:相对于实体板壳有限元法,梁格法作为一种介于平面和实体有限元方法之间的结构计算方法,其计算简便、高效、实用,可以用于工程设计.     

基于有限元法的矿用汽车车架结构分析

为了满足车辆具有良好的使用性能和较高的安全性,利用ANSYS有限元分析软件,对重型自卸车车架结构在车辆转弯和悬空工况下进行力学性能分析,通过计算求得在指定载荷和约束条件下的应力和应变分布规律,提出改进措施,并为结构的优化设计提供理论数据。     

Optimum design of lander structure based on finite element method

Three kinds of possible structures of legged lander including monocoqe, semi-monocoqe and space frame are compared, and the lightest space frame structure is selected as the lander’s structure. Then, a new lander with four-legged truss structure is proposed. In the premise of ensuring that the main and assistant structures of landing legs are not changed, six possible lander body structures of the new lander are put forward. Taking the section size of each component of lander as design variables, and taking the total mass of the structure as the objective function, the six structures are analyzed by using the software Altair. OptiStruct and the results show that the mass of the basic structure is the lightest, and it is selected as the final design scheme of lander due to its simple structure and convenient manufacture. The optimization on the selected lander structure is conducted, and the detailed results are presented.