汽轮机阀壳强度设计及优化

使用MSC Nastran及MSC Patran有限元软件对典型汽轮机阀壳的高温强度进行计算和分析,对应力集中位置采用线性平均方法估算其应力强度,并与材料强度相比较. 由于压力和温度参数的提高,原模型已不满足设计要求. 通过局部改进设计和优化,使阀壳强度符合设计要求.     

基于AlN声表面器件的设计与分析

声表面波器件是一种利用压电材料的压电效应与逆压电效应工作电子器件,文章首先详细描述了声表面波器件的设计与仿真过程,运用有限元分析的方法分别计算了利用声表面波的SAW器件与利用体波的BAW器件的性能与各项参数,对相关的器件进行了计算分析,分别用上述方法研究了基于AlN薄膜的声表面波器件和悬臂梁结构的体波器件,推导得出了器件的电学导纳与频率之间的关系,通过分析器件的导纳-频率曲线,推导出器件内部声波的模式以及合适的工作频率,最终得出在IDT周期为8微米的情况下,SAW器件的理想工作频率是0.7～1.95 GHz,BAW器件的理想工作频率在0.6～3.2 GHz的结果.     

基于FEMM的工业机器人关节用磁通反向电机的设计与优化

工业机器人是我国制造业转型升级的核心技术,作为其关键组成部分之一的关节电机需要解决机器人运行中的高精度、平稳性等问题.为保证关节电机输出转矩的稳定性,合理的电机本体设计及参数优化显得尤为重要.根据关节电机的设计需求,提出了12/29极磁通反向电机的初步设计方案,确定了样机的主要尺寸.在此基础上,使用Matlab语言编写电机仿真和优化程序,基于FEMM有限元计算工具,对样机的电磁性能进行了有限元验证,并以负载转矩波动率为优化目标,采用随机探索法对电机尺寸进行了多参数优化.优化后的样机达到了设计指标,能够较好地满足工业机器人用关节电机的要求.     

某型直升机着陆灯结构优化设计及动力学仿真北大核心

以某型号直升飞机着陆灯为研究对象,为解决原有结构的传动间隙、灯头松动等问题及新增着陆灯的自稳调节功能,引入了云台结构在解决灯头松动问题的同时使着陆灯在完成位置搜索后可通过伺服电机调节云台结构实现自稳功能。利用CATIA软件建立优化结构的着陆灯三维模型,并基于ANSYS workbench软件对改进后的结构进行模态分析及螺旋桨旋转产生的随机振动分析。仿真结果表明:改进后结构强度可以满足设计技术参数,且能满足随机振动试验要求,该方法具有一定的可行性和实际应用价值。     

一种大量程压力传感器的结构优化设计与仿真分析

设计了一种大量程硅压阻式压力传感器,通过理论模型分析优化传感器结构尺寸,保证薄膜的线性变化和抗过载能力;并通过有限元建模分析可动薄膜位移及应力随压力变化关系,对结构进行优化设计;同时用有限元仿真验证理论分析的正确性.通过理论与仿真优化分析,提出了采用C型膜片一体化硅压阻式压力传感器结构,可动薄膜选用方膜边长为1000μm,厚度为50μm,实现0~2 MPa的压力测量.     

考虑可靠性和鲁棒性的机械接头有限元设计优化

为从实际工程角度获得最优的产品设计方案,对考虑应力约束条件下最优结构参数配置的机械接头进行有限元结构优化.以Abaqus为有限元计算软件,寻找出在应力约束条件下的理论值;通过OPTIMUS软件进行最优结构参数配置,并考虑结构加工制造公差和材料性能波动所产生的可靠性和鲁棒性因素,分析并重新进行结构的参数设计.示例表明该方法具有一定的参考价值.     

轻质太阳能汽车结构的有限元分析与优化

节能和环保是世界汽车技术发展的趋势,许多学者正在研究采用新能源替代污染大而且日益紧缺的石油原料,太阳能汽车的开发也就成为当今汽车研究的热点之一。有限元分析技术是进行结构强度、刚度及动态响应分析的有力工具,该文对一太阳能汽车的车架及电池板覆盖面骨架进行了有限元建模,并对其进行多种典型工况下的静态和动态分析,对其中强度和刚度薄弱的部位进行改进与优化,并使之达到了设计要求。该文提出了一套提高太阳能车结构性能的优化方案,具有较明显的效果,对于太阳能车结构分析和优化提供了可借鉴的方法。     

加固计算机板卡振动分析与设计

传统意义下印制电路板的振动分析与设计主要是针对从电子元器件选型开展的,并不适用于商用计算机的加固技术.对商用计算机的板卡进行有效的加固设计,使其满足在振动环境下的使用要求,一直是计算机加固技术的重点.针对加固计算机板卡开展的振动分析表明,已有的加固技术并不能降低恶劣环境下板卡的振动位移,解决该问题必须采用全新的加固思路.商用计算机板卡的最新加固方案在理论分析方面和工程应用方面均表明是有效可行的,具有广泛的推广价值.     

电容层析成像系统传感器参数优化——基于正交试验设计法

介绍了电容层析成像系统的工作原理及数学模型,采用有限元分析对传感器灵敏度分布进行仿真,分析了系统中各个传感器参数对传感器性能的影响,提出传感器性能评价函数,并基于正交试验设计确定了一组优化参数,为电容层析成像系统中传感器的设计提供了参考依据。     

空间三自由度微定位平台设计及优化

耦合位移直接影响微定位平台输出精度.控制空间微定位平台耦合位移可以有效提高平台的输出精度.通过控制误差补偿的方式消除微定位平台耦合位移,平台的驱动方式采用压电驱动.基于卡氏定理计算出微定位平台输出端输出位移;利用ANSYS软件对微定位平台的柔性铰链进行尺寸优化,并对优化后的微定位平台进行仿真分析.最后,对理论计算数值和...     

自热式连续流PCR芯片的模拟与设计

介绍了一种连续流式的聚合酶链式反应(PCR)芯片,采取主动加热、被动冷却的方式,可实现DNA片断的倍增。用ANSYS有限元分析软件对器件进行温场分布仿真及分析,在此基础上, 设计了一种基于玻璃-玻璃的PCR芯片,芯片上分布着宽90μm,深40μm的迂回微沟道。通过单侧局部区域加热的方法,即可形成3个较宽的恒温区(95, 72, 60℃)与PCR反应相对应,且恒温区内温差在5℃以内,可以满足PCR反应的需要。     

双色红外光学系统结构的设计与分析

对一个双波段红外光学系统进行完整的光机热集成分析,包括光学设计、结构设计和结构分析,利用MSC Nastran和Patran对光机结构系统进行热弹性计算.分析可知4镜和5镜以及5镜和6镜间距的变化对系统整体成像质量的影响最大,热弹性计算结果4镜和5镜间距改变30 μm而5镜和6镜间距改变6 μm,最后将值代入Zemax中,分析成像质量,通过比较镜间距改变前后的25线对儿处的MTF曲线,分析系统是否满足设计要求.     

表面细分的最优方法的分析与设计

基于模型上采集的非组织的样本点数据,给出了一个非线性至少平方的表面细分的完整框架。通过研究和分析三个几何上最优的表面细分的方法：点距离最小、切线距离最小、平方距离最小,来揭示它们的相交性与稳定性,以及非线性约束最优化的内部联系。对于点距离最小方法的分析,它是切线下降的变体,因此,只有线性相交。对于切线距离最小方法,它是接近二次相交零余留的问题,也有可能没有相交。平方距离最小方法,可以通过牛顿公式得到,并且是三种方法中相对最优的。通过对这三种方法的研究,来保证表面细分稳定地相交,且解决了对最优方法的争议。     

白车身扭转刚度分析与优化

对某白车身建立有限元模,利用MSC Nastran软件进行扭转刚度和模态分析,在此基础上以车身重量为优化目标,在满足扭转刚度要求的条件下对零件厚度进行敏感度分析和优化分析,得到了符合设计要求的改进方案.     

新型拐档差传感器的设计与应用

设计了一种利用霍尔效应实现拐档差测量的新型传感器,通过有限元分析方法计算了圆柱永磁体周围磁场的空间分布,研究了两永磁体同极对称布置的位置和霍尔元件与永磁体的相对安装位置对传感器微位移测量精度的影响,得到了合理的选型方案.实验研究表明：在0～2mm测量范围内检测系统的输出与位移呈线性关系,测量精度达到0.001 mm,适于拐档差微位移的测量.     

新型升降机构的结构设计与仿真优化

介绍了一种新型升降机构的结构设计,通过运动学理论并联合MATLAB仿真分析验证了运动的可行性,并通过SolidWorks对其在极限工况下进行有限元分析。在新型升降机构可靠工作的前提下,对新型升降机构中的关键构件进行有限元仿真优化分析,分析结果表明:构件材料消耗明显减少,为新型升降机构的设计和改进提供合理的理论依据。     

重载电力机车车体的设计与强度计算

针对自主设计研发的总功率为9600kW的6轴新型重载电力机车的突出问题,要解决在纵向牵引制动载荷增加的条件下,车体挠度明显增大、工作应力大大增加,同时又要合理减重.为此,利用ANSY有限元软件,针对新型重载电力机车的特点,首先借鉴国内外车体结构技术标准和重载机车的实际运行状态研究确定了机车的载荷工况,并对车体结构的强度和剐度进行了有限元分析;根据各种工况下应力的分布特点,并基于抗疲劳破坏的观点,分析了车体结构所存在的问题,并提出了相应的改进方案.比较分析的结果表明,改进方案既保证了车体的刚度与强度,又收到了比较明显的减重效果,是一种比较合理的改进结构.     

地铁车辆橡胶轴箱定位器结构分析与优化

为缩短地铁车辆橡胶轴箱定位器的开发周期,设计合理的橡胶自由面形状,综合利用HyperMesh和Abaqus的非线性有限元分析功能完成自由面在整个受力过程中的变形情况模拟;对橡胶轴箱定位器进行三向刚度分析预测,根据有限元模拟情况完成橡胶自由面的优化设计.该方法为综合采用HyperMesh和Abaqus实现自由面模拟设计与优化提供设计实例.     

新型机械按压能量收集装置设计与实验

基于法拉第电磁感应定律,设计了一种新型的机械按压式能量收集装置。该装置通过永磁体的运动使通过线圈的磁通反转从而产生感应电动势。根据装置的设计结构,采用ANSYS有限元软件对所设计的结构进行有限元数值模拟,在永磁体运动速度为0.4 m/s时,该装置所产生的平均开路电压约为3.31 V。同时也对加工制造后的装置进行了实验测量,测得平均开路电压约为3.20 V,带负载时的平均电压约为2.76 V,平均电流约为21 mA。装置一次运动所产生的能量为103.4μJ^301.0μJ。