轴对称矢量喷管的流热耦合分析

针对固体火箭轴对称推力矢量喷管的工作环境处于多物理场耦合的问题,应用Comsol Multiphysics模拟该机构在流场和温度场两场耦合作用下,在给定的边界条件下收敛调节片、扩张调节片、拉杆等构件的负载变形和热变形以及温度在机构中的分布情况,研究喷管从低温、低流速到高温、高流速这一变化过程中机构的应力应变情况及温度变化情况。通过模拟仿真与分析来精确预测机构的变形和受热情况,对于系统的设计具有重要的理论指导意义。     

抗冲击载荷的弧面分度凸轮机构设计

当传统的弧面分度凸轮机构受到冲击载荷作用时，滚子轴通常会产生弯曲变形，从而诉刚度和强度，进而破坏定位精度。本文提出了一种具有冲击载荷性能的改进型弧面分度凸轮机械，阐述了它的工作原理，设计要点和主要结构参娄物确定方法。     

环境载荷下智能变电站预制舱结构强度有限元分析

基于模态叠加法计算了预制舱在9度抗震设防烈度载荷下的响应谱,建立了预制舱构件变形量对刚度与强度的影响数学模型并计算了预制舱在环境载荷下的形长比。仿真结果表明,预制舱结构满足35 cm积雪、12级台风和9度抗震设防烈度载荷要求,形长比计算结果表明预制舱横向刚度具有优化空间。研究方法可用于复杂框架式结构的强度与刚度计算和评估。     

非均匀温度场下涡旋压缩机涡旋盘数值仿真研究

基于热应力场耦合建立了汽车涡旋压缩机涡旋盘有限元模型,涡旋齿载荷边界条件设置为流场离散,在气体压力载荷单独作用、温度场载荷单独作用以及两者耦合作用这三种情况下,对涡旋盘进行受力分析和变形分析, 讨论不同主轴转角的涡旋齿的刚度和强度,最后得到涡旋齿的变形规律和应力分布。分析结果表明:当涡旋盘压缩腔运动到排气孔位置时,涡旋盘处于变形与应力最大的状态,热变形是影响涡旋盘整体变形的主要因素。     

0.3m风洞第二喉道结构设计与分析

研制具有良好性能的第二喉道,是建设高性能跨超声速风洞的关键技术之一。0.3 m风洞第二喉道在国内首次采用三段调节片加可调中心体的结构形式,将平行四边形机构和偏置曲柄滑块机构运用到第二喉道的设计中,并结合中心体的结构特点创新性地运用了对称偏置双曲柄滑块机构。同时应用MSC PANTRAN/NASTRAN有限元软件,对第二喉道强度、刚度进行了有限元分析,获得了其在最大气动力载荷作用下的结构应力和变形。计算结果表明:第二喉道本身结构强度、刚度富余,该结构形式合理可靠。     

组合载荷作用下开孔接管结构强度性能的研究

带接管内压圆柱形容器通常受到内压与接管弯矩的组合作用,接管弯矩会影响内压圆柱壳开孔接管结构的强度性能。在内压与接管弯矩组合作用下,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器开孔接管结构强度性能进行试验研究和有限元分析,考察内压与接管纵向弯矩、内压与接管横向弯矩组合作用下容器开孔接管区弹性应力分布、应力集中、开孔接管结构的变形规律及塑性极限载荷等。结果表明,载荷大小相同时,横向弯矩作用产生应力增量较纵向弯矩作用产生应力增量大,横向弯矩对内压容器开孔接管结构强度较危险。内压作用在开孔接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。较小值的内压作用可减缓开孔接管结构弯矩作用下的变形,内压能降低开孔接管结构的纵向极限弯矩,较小内压能增加开孔接管结构的横向极限弯矩。     

温度载荷下夹芯板蜂窝微结构构型与尺度对结构刚度的影响研究

建立了求解正交各相异性材料等效性能的能量法。数值模拟实验中,在材料组分比一定的情况下,通过缩放因子改变单胞尺寸,研究同种蜂窝微结构对结构力学性能影响的尺度效应;同时验证了不同多孔材料微结构构型对结构刚度的影响;在稳态温度载荷的作用下,热变形引起弯曲变形,利用微结构的构型差异和尺度效应共同作用实现结构最大挠度的控制。     

集中载荷假设下三片变截面簧刚度分析

采用集中载荷假设,利用单位载荷法模型建立3片变截面钢板弹簧变形与力学传递模型,并依据主片分析法推导出主簧与合成簧刚度计算公式。利用变截面簧样件截面参数,计算样件主簧与合成簧理论刚度结果;在ANSYS Workbench中建立变截面簧样件有限元模型,分析变截面簧在加载过程中的变形-载荷情况与主簧、合成簧刚度;进行变截面簧样件静刚度实验,获得样件钢板弹簧在实际加载卸载过程中变形-载荷情况与实际主簧与合成簧刚度。对比分析理论计算刚度、ANSYS Workbench有限元计算刚度与实验刚度,三者偏差不超过5%,证明集中载荷假设下的3片簧变形与力学传递模型正确。     

PECVD装置的有限元分析及结构优化

针对PECVD装置在真空高温工作环境下存在的热变形问题,运用有限元流—热—结构耦合分析方法,对装置结构进行流固耦合传热特性分析,得出装置的稳态温度场分布情况,将分析结果作为装置流—热—结构耦合分析的边界条件加载到装置结构上,求得装置在热载荷和结构载荷综合作用下的变形情况。基于原有装置结构的分析结果,分析装置变形的主要原因,提出可行的优化改进方法。有限元分析结果表明,装置变形是热载荷和结构载荷综合作用的结果,其中热载荷为装置变形的主要因素;减小热载荷是控制装置变形,保证装置正常工作及可靠性的一个非常重要的因素。     

切向加载下螺栓连接复合板的失效分析*

极限载荷和孔周应力是导致螺栓连接复合板失效的主要因素。基于Hashin失效准则和有限元模型建立螺栓连接复合板的渐进损伤有限元模型,通过位移载荷响应讨论预紧力、界面摩擦因数和孔隙变化对极限载荷的影响,分析不同铺层角下孔周应力分布规律。结果表明：随预紧力增大,螺栓连接复合板极限载荷先增大后减小,随摩擦因数增大,螺栓连接复合板极限载荷逐渐增大;不同孔隙下准线性阶段位移载荷响应基本一致,孔隙对极限载荷的影响主要体现在滑移阶段及剪切变形阶段;孔隙增大会减小螺栓与螺孔间的有效接触面积,影响螺栓连接的压力分布和强度;纤维铺层方向与应力分量同向时可有效减少外载荷导致的该方向应力分量的变化,且主应力分量皆在承压区域达到其最小值;应力分量方向与纤维铺层方向相同且该方向无外载荷作用时,应力分量随着角度从承压区到非承压区递增变化。     

耦合场下固体火箭发动机喷管的动力学分析

喷管是固体火箭发动机关键部件之一,它的烧蚀及温度场计算对于固体火箭发动机的工作性能及结构设计有很大的影响.喷管在工作过程中承受着高温燃气的烧蚀和冲刷,所产生的热效应和由此带来的热耦合效应已经成为喷管强度和稳定性分析必须考虑的重要因素.文中首先对其进行动力学分析,然后基于ANSYS的流体及热分析单元,对固体火箭发动机轴对称矢量喷管进行温度分布及其热应力分析、热1结构耦合分析,流场1热1结构的耦合分析.     

高刚重比天线结构刚强度优化设计与分析

天线的发射和接收性能取决于反射面的形面精度,而结构刚强度是决定天线反射面形面精度的主要指标,因此对天线结构进行优化设计非常必要。文中提出了一种具有高刚重比的车载天线结构,采用ANSYS有限元分析软件对天线自重、抗风载荷和振动载荷性能进行了力学仿真分析。仿真结果表明,井形背架结构和桁架形背架结构均可为反射面提供高刚度的结构支撑,桁架形背架结构在强度方面优于井形背架结构,其最大应力值比井形背架结构的最大应力值小43.8 MPa,从而验证了该高刚重比车载天线结构优化设计的合理性和可靠性,可为同类型天线的设计提供理论支撑。     

基于 ANSYS 的接管许用外载荷的计算

确定接管的许用外载荷,是压力容器及管道设计中的难点。借助有限元分析软件 ANSYS,对一换热器封头处的接管连接结构进行三维有限元强度计算。为求得该结构的许用外载荷,以安定性原理为基础,通过在管口3个不同方向上施加外力及外力矩,得到外载荷对各部位一次加二次应力强度 SⅣ的影响规律。从而估算出各个方向可单独承受的外力及外力矩,以确定危险外力和外力矩组合,进而得到该结构的组合承载能力。此种计算及处理方法值得同行业借鉴。     

金属切削刀具结构优化与仿真分析

本文研究了优化设计的刀具结构对刀具切削性能的影响。优化后的刀具结构使切削液从刀具内部通过,在刀具内部形成强制对流。COMSOL Multiphysics软件仿真结果显示,优化后的刀具结构不仅满足应力强度要求,而且使刀具的工作温度大幅度降低。切削过程中,刀具温度的降低,可降低由切削热引起的热应力和热变形。因此,优化后的刀具结构可极大地降低刀具磨损、增加刀具使用寿命,使零件的加工精度和表面质量得以大幅度提升。     

大型轧机滚动轴承延寿理论与方法研究

通过对轧机辊系机构的活动度分析。3维接触问题边界元解析、滚道热凸度分析和轴承座振动分析等。提出考虑结构弹性变形、热变形和运动副间隙时保证轧辊轴承内部均载的自适应均载原理和治烧延寿方法。本法在高刚度轧机滚动轴承治烧延寿实践中取得良好成效。     

某四旋翼无人飞行器的力学仿真分析

旋翼无人飞行器具有垂直起降／着陆、可悬停、机动性好及结构简单等多种优点,无论是在军事领域还是民用领域,都有非常广泛的应用价值。文中采用Abaqus建立了某四旋翼无人飞行器的力学仿真模型。基于所建立的力学仿真模型,分析了该无人飞行器在旋翼升力、风载荷和降落冲击等工况下结构的强度和刚度响应,得到了相应的变形和应力云图。计算结果表明,该旋翼飞行器的结构设计满足总体设计要求。     

风载荷下机载复合材料天线罩强度有限元分析

机载天线罩对重量要求高,需要承受较大的风载荷,多采用复合材料以满足要求,因此需要对天线罩进行强度校核。文中针对某机载天线罩首先进行风载荷的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）有限元仿真,然后利用ANSYS ACP进行复合材料结构铺层设计,进一步通过流固耦合方法在计算风压工况的条件下对天线罩强度进行分析,最后通过许用应力、变形情况以及复合材料多失效准则校核对天线罩结构设计安全性做出判断。该机载天线罩在要求的风载荷条件下满足使用要求。     

管壳式换热器温度载荷下的强度研究

对一个管壳式换热器进行温度和压力载荷作用下的有限元强度分析 ,并对这两种载荷作用下的结构应力响应做分类研究 ,然后对结构进行改进 ,作同样的分析。比较这些结果 ,得出考虑温度载荷作用下的换热器强度校核的规律和结构设计的特点     

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算与齿间载荷分配研究

高重合度摆线内齿轮副时变啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度设计的基础,由于是多齿啮合,齿间载荷分配非常复杂,属于静不定问题。结合现有文献,考虑了真实的过渡曲线和精确的轮齿建模,采用更为准确的齿面赫兹接触刚度计算方法,基于势能法建立了与摆线齿形相适应的单轮齿对啮合综合刚度模型,针对该齿轮副的传动特点,构建了其变形协调方程,提出了多齿啮合齿间载荷分配模型。为验证所建模型的正确性并提高仿真分析效率,在ABAQUS中利用Python脚本编程进行二次开发,实现了精确化建模、参数化分析和自动化操作,根据齿轮加载接触分析结果和基于有限元法的轮齿对受载啮合刚度计算方法,得到了不同负载转矩作用下单轮齿对、多轮齿对的啮合综合刚度和轮齿啮合力。对比表明,计算结果趋势吻合、数值接近,验证了建模分析的正确性,可为动力学分析和强度计算提供基础。