大型铸件工作台底座的结构分析和优化设计

针对YK31350型插齿机工作台底座在使用过程中由于应力分布不均而导致断裂的问题,运用软件Inventer对此工作台底座进行三维建模,通过ANSYS-workbench有限元软件进行结构分析,经过建模导入、结构分析、约束分析、载荷分析后,得到此工作台底座的应力分布图和结构变形图.分析此工作台底座各处的应力和结果,进行优化设计,并通过重复多次的优化设计获得优化后的工作台底座结构.此分析方法可用于零部件的优化设计.     

基于有限元分析的电动机底座结构的优化设计

借助Ansys有限元分析软件,建立防爆电机底座结构优化设计的参数化模型,以底座的重量为目标函数对底座结构进行优化。优化过程中考虑它所受应力约束、位移约束,并对优化前后的位移和应力进行对比。优化结果表明,优化后位移和应力值有所增大,但在使用允许值范围内,优化后使底座在正常、稳定运行的情况下的重量大大减轻,从而为批量生产节约大量原材料,对降低生产成本,创造更高的经济效益有着重要的现实意义。     

T-STAR反应器吊装过程有限元模拟分析

目的用有限元方法模拟分析神华集团T-STAR反应器吊装过程,解决其吊装过程的安全性问题.方法运用拟静力的思想,选取在吊装过程中具有代表性的几个姿态,通过有限元分析软件ANSYS计算得到吊耳、反应器颈部、裙座、底座环等反应器重点部位的应力分布.结果通过计算分析可看出,当采用不同方法对反应器计算模型的简支边界条件进行模拟时,其计算结果差异较大,说明了合理准确模拟结构边界条件的重要性.结论采用尾架溜尾的吊装方式安全合理.改进后的方案满足强度要求,为类似的结构吊装分析提供了借鉴.     

基于ANSYS的转盘静力及模态分析优化设计

通过ANSYS有限元分析方法,对高速转盘进行静力分析及模态分析,结合优化设计理论,得到高速转盘最优的尺寸结构数据.以高速转盘的尺寸结构为设计变量,其最大冯密塞斯应力及一阶模态为状态变量,冯密塞斯应力的标准差为目标函数,通过优化应力变化达到最小.     

ZY6400/21/45型液压支架底座强度分析和结构优化

底座是液压支架非常重要的承载原件.依据液压支架国家标准GB 25974. 1—2010《煤矿用液压支架第1部分:通用技术条件》,选取两种危险工况对支架进行有限元分析,根据静应力分析结果观察整机应力分布状况和位移变化趋势,从中发现液压支架存在的初始设计问题,最后着重对底座的强度进行优化,使支架的整体强度得到了提高.     

基于等效结构应力的钢吊车梁焊缝疲劳分析

介绍等效结构应力法对焊缝疲劳评定的原理,以T型焊接接头对比验证等效结构应力法具有网格不敏感.然后以某钢吊车梁作为研究对象,对其进行了静力分析,并且利用有限元分析软件ANSYS/FE-SAFE对吊车梁主焊缝进行了评定.最后,考虑焊接残余应力的影响,对焊缝疲劳寿命进行评估.研究表明,基于等效结构应力法进行焊缝疲劳评定得到的疲劳寿命对网格大小不敏感;残余应力的存在降低了焊缝的疲劳寿命.     

大型水轮机蜗壳结构动静力分析

通过三维有限元计算,对某水电站大型水轮机蜗壳进行了三种结构型式的动静力分析,分析了外围混凝土的应力分布情况、承载比以及蜗壳结构的自振特性.结果表明:充水保压蜗壳具有混凝土内应力均匀、拉应力值较小、承载比明确、整体结构刚度较大等优点,有利于机组的安全稳定运行,对于大型水轮机蜗壳而言是一种比较好的结构型式.     

桁架结构的静力损伤识别

随着各种动力与静力测试技术及相应的数字信号处理技术的快速发展,结构无损伤评估方法研究的进一步深入,各种基于结构动力、静力参数损伤识别方法不断涌现[1].本文在对现有文献研究的基础上,利用静力测量数据,对结构的损伤程度进行识别.利用有限元方法和静力凝聚方法,对桁架结构节点的位移和杆件应力进行测量来计算其损伤指数,并得到有益结论.     

对角伸展太阳帆结构及膜面应力导入分析

为研究膜面应力导入方式及应力大小对太阳帆结构的影响,进行了有限元模拟分析.首先,阐述了此类太阳帆导入膜面应力的必要性及其合理范围,并介绍了膜面应力导入的3种方式;其次,利用有限元软件ABAQUS,以欧洲航天局和德国宇航中心研制的20 m×20 m太阳帆为目标建立模型,然后采用静力法并考虑非线性的影响,分别对3种方式导入膜面应力的太阳帆进行结构分析,模拟太阳帆完全展开时在光压作用下膜面的变形和支撑结构的静力响应,获得膜面应力与豆荚杆轴压之间的关系,确定了膜面应力的合理范围;最后,对比分析了不同导入方式对膜面应力分布以及不同膜面应力对帆面形态和结构刚度的影响.结果表明:不同的应力导入方式,太阳帆膜面角落处均会出现应力集中,但膜面褶皱分布不同;膜面导入应力越大,基频越大,同时利于结构整体运动的控制.     

轻钢结构临建房屋静力性能试验研究

进行了轻钢结构临建房屋骨架结构和整体结构在风荷载作用下的静力试验,对这两个结构的受力性能和变形性能作了考察.利用一种新的分配梁体系对结构施加水平荷载,较好地模拟了均布风荷载的作用,并得到了结构的侧移变化情况和荷载-应力曲线.通过对比整体结构与骨架结构在侧移和应力两方面的差别,发现墙面板的存在可以较大地改善水平荷载作用下结构的受力性能并显著提高其整体刚度.对轻钢结构临建房屋在水平风荷载作用下的静力性能进行了总结和讨论.     

基于有限元计算的泥浆泵泵体结构改进分析

研究了泥浆泵泵体的应力分布,并对泵体进行结构改进,以提高泥浆泵的整体性能.采用有限元法对1000 HP型泥浆泵泵体基于1 300 HP工况的最大受力条件进行静力分析.结果表明,泵体结构应力分布不均匀,从动轴承轴承座与侧板接触位置、侧板的螺纹孔、前箱立筋板等附近存在应力集中.根据静力分析结果,对泵体进行结构改进,并对改进后的泵体进行有限元分析,直到强度满足要求.改进后的泥浆泵,在不增加总体积和总重量的基础上,功率从1 000HP提高到1 300 HP,有效地降低了陆地钻井平台的成本,提高了经济效益.     

某增雨火箭炮回转体的结构分析与优化

为实现某增雨火箭炮回转体的结构优化设计,文中基于某增雨火箭炮的显示动力学有限元模型,分析了火箭炮在极限工况下回转体的刚度、强度.以增雨火箭炮回转体的总质量为目标函数,回转体各部分的厚度为设计变量,材料的刚度和强度为约束条件,选取火箭炮发射过程中回转体底座尺寸作为设计变量,运用快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)对增雨火箭炮回转体进行了结构优化,得到了回转体最优尺寸参数.结果表明:优化后的回转体底座在火箭炮发射方位角为0°,高低角为45°极限工况下,底座最大应力为281.3 MPa,小于增雨火箭炮回转体的材料许用应力356 MPa,底座最大应变为1.275×10~(-4),在保证回转体底座刚度、强度前提下提高了材料的利用率.     

高速旋转接头芯轴的静力学与模态分析

静力学与模态分析的结果能反馈结构的设计和参数是否合理.利用有限元软件Ansys WorkBench对三维建模后的旋转接头芯轴结构进行静力学和模态分析.计算求得芯轴在静力状态下的等效应变、应力、位移和在模态分析下的低阶固有频率,并得到其应力、应变、位移、固有频率下的云图,使芯轴在设计的时候可以加强易磨损处的刚度和避开共振频率,对旋转接头芯轴的结构设计以及参数优化有一定的指导意义.     

连续刚构预应力U型薄壳渡槽有限元分析

使用非线性有限元程序系统ADINA ,对南水北调中线穿黄连续刚构方案的预应力U型薄壳渡槽进行了结构分析 .给出了静力分析结果和动力特性分析结果 .结果表明 ,与简支方案相比 ,连续刚构方案结构减小了变形、应力和钢筋用量 ,最大压应力和最大拉应力均满足规范中的强度设计要求 ,最大位移也满足刚度要求 .同时还对原设计方案提出了改进建议     

悬索管道跨越结构静动态有限元仿真

对大型悬索管道跨越结构静动态分析方法进行了系统的研究,以某悬索管道跨越结构设计方案为背景,按照实际结构特点,应用大型有限元分析软件ANSYS建立了三维有限元模型．对有限元计算模型进行静力、模态和风振反应的有限元分析．结果表明：静力计算中,悬索管道跨越结构各构件处于较低的应力状态．模态分析中,得到了结构的前二十阶固有频率．在模态分析的基础上,进一步对管桥进行风振分析．动态分析结果表明,结构加速度响应曲线与输入的数据趋势类同,主索上的应力响应峰值比较小,管桥的应力响应峰值明显增大．     

双曲线冷却塔风筒几何缺陷分析

由于施工放样原因,双曲线冷却塔风筒发生移位变形,筒壁出现初始几何缺陷,偏差超出规范允许值,造成冷却塔应力状态改变.利用冷却塔专用计算软件对冷却塔结构进行静力计算,根据计算的内力对强度进行验算,分析初始几何缺陷对冷却塔应力状态的影响,评价冷却塔结构安全性及是否需要进行加固处理,并对冷却塔后期维护提出建议.     

基于齿形法的空间桁架结构抗风优化

目前对风敏感结构的优化方法研究集中于高层建筑结构,很少针对大跨空间结构.准则法是求解多设计变量优化问题的有效方法.首先建立复杂空间桁架结构的抗风优化设计理论和方法,然后以一实际双层柱面网壳结构为研究对象,基于风洞试验数据计算的等效静力风荷载进行优化设计,并讨论了截面积下限、满应力步长等因素对优化结果的影响.研究表明,在所有杆件最大应力不超过初始设计值的条件下,结构总重降低了约48%,通过设定截面积下限不仅保证截面积的合理取值,也使材料性能得到充分利用,进一步降低结构总重.     

应变控制下水泥土动静力特性试验

为了研究循环荷载下水泥土的动静力特性,通过GDS振动三轴仪进行应变控制下的静力和逐级循环加载试验.静力试验表明:应变速率越大,水泥土强度越大,应变速率为5%时的峰值应力相对于being0.05%时提高了47.57%;掺入比决定水泥土应力-应变关系曲线的软化或硬化型式.通过逐级循环加载试验,进一步分析水泥土的应力-应变关系和动模量的发展规律,通过对双曲线模型的修正,建立描述水泥土应力-应变关系的经验模型.该模型共有3个参数,论述了各个参数的物理意义和确定方法,结果表明,本文模型简单实用,能够较好地反映水泥土的应力-应变关系.     

DN80型燃气电磁阀可靠性分析及结构优化设计

燃气电磁阀是燃气系统中重要的零件,在设计研发阶段对其进行可靠性分析和结构优化是必要的.基于Unigraphics NX软件建立了其三维模型,结合Ansys workbench的geometry几何模块和static structural静力分析模块对其进行有限元分析,得到其等效应力云图和变形最大值及其位置和可靠度数值,发现其等效应力位置和变形最大位置出现应力集中现象,对该关键位置进行结构优化,并进行有限元分析发现,通过结构优化,等效应力由65.797 MPa降低为13.575 MPa,最大的变形量为由0.11092 mm降低为0.0043326 mm,可靠度由0.942提高到0.995,优化后的电磁阀整体性能得到提高.研究方法为燃气电磁阀的设计与优化提供了依据,节省研发成本,缩短设计周期.     

基于CosmosWorks的ZY8800/22/45型掩护式液压支架主体结构件的强度有限元分析

在对掩护式支架结构进行合理简化的基础上建立了支架的有限元分析模型,并对其进行整架强度有限元分析.着重分析了支架在顶梁弯曲、底座扭转工况时的应力分布,并指出了支架强度设计上存在的问题,为改进设计提供理论参考,其目的在于提高支架的安全和可靠性.