基于有限元法和田口法的Inconel718超声椭圆振动切削参数优化

采用Advant Edge软件建立了Inconel 718超声椭圆振动车削有限元仿真模型。对比试验数据验证了有限元仿真模型的正确性。基于田口法,结合有限元法和部分析因法设计试验,获得了Inconel 718超声椭圆振动辅助车削过程中五个因子(切削深度、进给量、振动频率、振幅和切削速度)间以主切削力为指标的交互效应显著状况。根据五个因子间的交互效应显著状况并结合有限元法设计田口试验,引入田口法的信噪比分析,研究了这五个因子对主切削力的影响规律。根据各水平下各因子的信噪比分布,获得这五个因子有利于降低主切削力的最优参数组合。最后,通过对比仿真值与田口预测值,验证了田口法运用信噪比优化参数的有效性。     

基于斜角有限元仿真的齿轮铣削力预测研究

针对采用机械力学模型或铣削有限元仿真方法计算齿轮铣削力耗时且繁琐的难题,提出了一种基于斜角有限元仿真的铣削力预测方法。该方法将铣刀的切削刃离散成无限小的微元斜角切削过程,通过一系列斜角切削过程仿真,拟合得出了切削力系数与未变形切削厚度之间的关系;然后通过几何变换,将所求得切削力系数运用于铣削过程,得到了作用在齿轮刀具上的瞬时切削力。通过与实际铣削仿真得到的结果进行对比,结果表明,斜角切削有限元仿真方法可以应用到齿轮轮齿的铣削过程中,并验证了所提出方法的有效性,为齿轮制造过程中力的预测及后续齿轮加工表面完整性研究奠定了较好基础。     

机械增力丝杠增力机构的有限元仿真

对机械增力丝杠增力机构的增力原理进行了分析,对通过有限元仿真给出楔形块是增力机构中最为薄弱的环节.     

机械增力丝杠增力机构的有限元仿真

对机械增力丝杠增力机构的增力原理进行了分析,并通过有限元仿真指出了楔形块是增力机构中最为薄弱的环节,有限元分析结果表明,合理设计增力机构,首先要考虑楔形块的载荷承受能力,其次要考虑斜块与楔形块接触面的承载能力。     

机械增力丝杠增力机构的有限元仿真

对机械增力丝杠增力机构的增力原理进行了分析,并通过有限元仿真指出了楔形块是增力机构中最为薄弱的环节,有限元分析结果表明,合理设计增力机构,首先要考虑楔形块的载荷承受能力,其次要考虑斜块与楔形块接触面的承载能力.     

1500轧机机架的有限元仿真优化

应用有限元方法对1500轧机机架钢结构进行有限元仿真计算，得出不同方案下机架的应力分布结果，并根据结果优化机架设计方案。     

开槽试验台的设计与有限元分析

针对用于金刚石锯片切削非金属材料的组合式一次切削成槽刀具,设计了开槽试验台,适用于对刀具关键参数进行试验。应用计算机软件建立了开槽试验台的模型,并对试验台机架的静载特性进行了分析。根据主轴实际约束状态,对主轴弯曲刚度、扭转刚度和模态进行研究,得到主轴的前六阶固有频率和振动特性,并根据临界转速判断主轴不存在共振的可能性。通过实际应用,确认所设计的开槽试验台在试验过程中运行稳定,刀具切削精度满足要求。     

扭矩扳手的有限元仿真与优化

基于ANSYS Workbench和MATLAB软件对扭矩扳手的结构进行联合仿真,针对力臂杆存在的应力集中问题,提出结构与材料的优化方案。对优化前后扭矩扳手的应力与变形进行对比,确认优化方案减小了扭矩扳手力臂杆的应力集中,效果良好。     

基于力传感器重力补偿的机器人主动柔顺插孔控制方法

利用工业机器执行插孔作业时,经常会出现误差,导致插孔作业完全失败,还会由于接触力过大,损坏装配件及周边设备.针对上述问题,进行有效的机器人主动柔顺插孔控制研究具有重要的现实意义.利用激光扫描仪获取自身与机器人之间的距离,并转换为三维点云数据,获取机器人在激光扫描仪坐标系中的位置信息.通过六维力传感器采集机器人与工作环境...     

高速背板连接器接触件插拔力数值仿真分析

以提高某型号高速背板连接器的机械可靠性为研究目标,建立了该连接器单根接触件的CAD/CAE参数化模型,通过借助有限元方法对接触件的插入/拔出过程进行非线性动力学分析,得到了单根接触件动态插拔力的变化情况。其中,母端最大插入力和最大拔出力分别为0.28N和0.09N;而公端最大插入力和最大拔出力则分别为0.348N和0.10N。结果表明:母端所受应力变化明显,而公端的插拔力变化范围较大;与试验测试结果相比较,公端最大插入力符合实际要求,但最大拔出力偏小,且误差较大;通过改变公端的插入位置高度进行插拔力优化后,仿真数值与测试数值基本吻合,从而验证了数值仿真分析的可行性。所得结论可为电连接器的结构设计、优化以及疲劳寿命预测提供参考依据。     

基于有限元的裙板锁螺纹联接数值模拟方法研究

针对螺纹联接预紧力的设计方法及与加载扭矩的关系,提出了基于Abaqus软件的强制角位移载荷加载方法。为提高前处理效率,同时考虑螺纹连接处的结构特点,模型单元类型选择适用于接触分析的C3D8R和C3D10M;接触采用常规接触面定义方法,机械约束形式采用对称罚函数法处理;边界条件依据工程中预紧力的获取方式,在螺栓头部建立刚性单元,通过在刚性单元处施加强制角位移定义预紧力,此法较其他方法更简便且符合实际。最后通过采用该方法对裙板锁螺纹联接结构分析,得出预紧力和扭矩的关系,其结果与实验结果误差小于8%,位于理论计算范围内,证明了此方法的有效性。     

应用TAGUCHI法对微拉深成形有限元模拟结果的误差分析

为考察基于传统本构模型和求解算法的有限元程序模拟金属微成形过程的适应性,设计正交试验,应用自行开发的板料成形有限元程序ARVIP-3D对微成形和等比放大10倍的常规成形进行模拟计算,并根据质量工程中的TAGUCHI法,参考信噪比的概念,对材料参数和工艺条件等因素对两类相似拉深的模拟结果误差进行了分析。结果表明：微成形中的尺度效应主要是成形机理与常规成形不同而引起的,基于传统本构模型和求解算法的有限元程序不能正确模拟微成形过程,但可以模拟出摩擦引起的尺度效应;宏微观尺度的成形模拟结果误差主要来自于浮点运算的误差,但几何和力学条件的处理也给模拟误差带来了影响。因此,在开发适合于微成形模拟的新型有限元程序中,不仅要考虑本构模型的特殊性,几何和力学条件的相关处理算法也应进行改进。     

基于有限元法的电动振动台试验仿真研究

对电动振动台试验仿真技术进行探讨,包括电动振动台有限元模型的建立、边界条件的模拟、驱动力的模拟与施加、试验条件的仿真等.然后以某电动振动台为例,建立并修正能反映其本身动态特性的有限元模型,在此基础上采用有限元法对某试件的振动台试验进行仿真计算,并与试件真实振动台试验进行对比研究.结果表明,仿真计算结果对试件在共振峰频段的动态响应提供较好的预测,在高频非共振峰频段,仿真结果与试验结果有所差异,分析差异产生的可能原因.     

基于有限元法的螺旋钻采煤机钻杆结构参数优化

为提高螺旋钻采煤机螺旋钻杆的强度和寿命,减轻钻杆重量,以螺旋钻采煤机的螺旋钻杆为研究对象,在满足强度要求的前提下,以钻杆重量最轻为优化目标,通过Pro/E建立实体优化模型,采用有限元法,在Ansys Workbench软件中进行有限元强度分析,通过观察应力云图,选择螺旋钻杆的壁厚、叶片厚度、高度和螺旋角为变量,对钻杆结构进行参数优化,结果表明,螺旋钻采煤机螺旋钻杆的强度得到了明显提高,应力减小了15.8%,重量减轻了6.4%,延长了钻杆的使用寿命。     

基于Inconel 718车削过程有限元仿真的刀具刃口几何参数优化

基于Third Wave Advant Edge建立二维有限元模型,对镍基高温合金Inconel 718的车削过程进行数值仿真分析,并通过直角车削试验验证仿真模型的精准度;提出了刃口几何参数的优化流程,获得了不同刃口几何参数下的切削温度和应力分布,研究了刀具刃口几何参数对刀具应力及刀具温度的影响,进而对加工镍基合金的刀具刃口参数进行优化。仿真结果表明:在选定后角7°时,粗加工镍基合金Inconel 718的最优前角为6°,最优刃口钝圆半径为60μm;随着刀具前角的增加(0°~10°),切削温度逐渐增加,刀具应力先减小后增加,切屑的高温区逐渐减小,刀具的高应力区逐渐向后刀面扩展;随着刃口钝圆半径的增加(30μm~80μm),刀具温度逐渐增加,温度分布无明显变化,刀具应力先减小后增加,切削刃附近应力集中现象减弱。     

基于有限元法的湿式磨削温度场分析

运用有限元法建立了湿式磨削温度场的数学模型,并借助于计算机对磨削温度场进行了仿真,得出了湿式磨削温度场的等温图。与解析解相比,有限元法具有更高的精度,更少的计算量及更广的应用范围。     

滚动轴承弹性接触动态特性有限元分析

滚动轴承弹性滚动接触动态特性直接影响转子系统的精度及动态特性,针对滚动轴承弹性滚动接触动态特性问题,以深沟球轴承61914为例,在同时考虑内环、外环、滚珠及保持架变形的情况下,建立滚动轴承三维弹性滚动接触有限元模型,采用有限单元法计算滚动轴承在不同转速、径向力及轴向力等载荷工况下滚动轴承的接触应力及滚珠与内环的运动状态。结果表明,有限单元法能在满足高精度计算的情况下求解各种复杂工况下的滚动轴承动力学特性,为进一步研究滚动轴承弹性滚动接触动态特性提供有力的研究方法。     

基于结构体动态问题的概率有限元法研究

将求解结构动态特性问题的有限元法与可靠性分析的三参数法相结合,建立了一套求解结构体动态特征值的概率参数及分布的三参数概率有限元法。该方法的建立既解决了关于复杂结构动态问题的可靠性分析问题,同时又使可靠性问题的分析精度有一定的提高。最后,在算例中验证了三参数概率有限元法的可行性、有效性。     

基于随机有限元法的结构经济寿命分析

基于随机有限元,将材料和载荷等影响结构疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,分别对结构的裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行可靠性分析.将结构的疲劳寿命看成由裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命组成的串联系统,并由此确定结构的检修周期.通过随机有限元得到的分析结果与Monte Carlo模拟结果的比较,表明此方法能给出合理的结构检修周期,具有较强的适用性.     

基于有限元法的L型门机动态特性研究及灵敏度分析

桥式起重机与门式起重机是使用量最大的起重设备,在设计门式起重机时有必要对其结构动态特性进行研究。以某厂生产的L型门式起重机为例,利用有限元法,通过模态分析得出前六阶固有频率及振型,通过谐响应分析得出对L型门机动态特性影响最大的固有频率,以该阶固有频率为指标,对其结构参数进行动态灵敏度分析,通过分析获得对结构动态特性影响较大的参数,在一定程度上简化了优化模型,为该门机结构的动态优化奠定了基础,并为其他同类结构的动态设计提供了参考。