CDZ500钻杆吊卡结构优化设计

为了提高CDZ500型钻杆吊卡的机械强度,对其结构关键承载部位—吊臂进行优化设计,研究吊臂截面横向厚度b、吊臂截面半径R的改变对吊卡应力的影响,优化吊臂结构,并对优化后的吊卡进行有限元分析和应力贴片试验。结果表明：当b为98mm,R为81mm,吊臂的最大弯曲应力降低了4.8%,有限元、贴片试验结果验证了结构优化的合理性。计算结果为提高吊卡安全性能提供了依据,为海洋石油钻井设备的设计提供了理论基础,确保其在深海石油开采平台安全使用。     

在旋紧时套管钳的颚板结构分析与优化

为了保障下套管作业的安全和可靠性,根据套管钳关键部位颚板的受力特点和结构特征,可知在旋紧时套管钳的颚板受力最大。根据颚板的结构特点进行模型简化,推导出理论计算公式并计算出理论最大应力,经过ANSYS有限元分析和理论计算结果互相验证。最后运用有限元软件ANSYS对颚板的滚轮孔加圆角和颚板背部加肋板的结构进行结构分析,分析结果表明:改进后颚板最大应力减少了3.5%,最大变形降低了6.4%,其结果对推进套管钳的改进和优化提供了一定的参考。     

桅杆式起重机吊臂组件有限元分析与优化设计

以800 t/30 m桅杆式起重机为例,对其箱形梁式吊臂结构进行有限元强度分析。利用ABAQUS软件数值模拟了4种工况下吊臂的结构应力和变形,对优化前后的结构进行力学性能对比,并分析了优化设计对结构模态的影响。计算结果表明,各载荷工况下吊臂结构最危险位置均发生在主吊臂与转台的连接处,提升重物的绞点处次之,有局部应力集中现象;通过优化吊臂局部结构和钢板厚度,达到了减轻自重、提高强度和刚度的效果,且优化结果十分可观。     

某型汽车起重机吊臂的有限元分析及试验验证

以某型汽车起重机吊臂结构为研究对象,对其进行载荷分析,并以ANSYS有限元分析软件为工具,结合不同的试验工况,进行有限元分析,得出相应工况下的变形量和应力值,同时完成吊臂结构的刚度及强度校核.最后将真实试验中所测的应力值和有限元计算值进行对比,并针对二者之间的误差进行简单的分析.结果表明,基于ANSYS软件的有限元计算方法应用于起重机吊臂的研究计算是可行的,在节约成本的同时,它的计算结果还可为实际设计提供非常有价值的参考.     

起重机加筋翼缘板的局部屈曲数值仿真分析

针对起重机柔性肋加筋翼缘板的局部屈曲失稳问题,以承受单向轴压的四边简支加筋矩形板为分析对象,采用有限元数值方法,研究加筋板在文献[1]的约束方法下,长宽比β、抗弯刚度比γ、面积比δ对屈曲系数k的影响。将得到的结果与Timoshenko能量法进行对比,验证了有限元数值仿真法的正确性。对比研究截面积相同但纵向构型不同的加筋肋在相同配筋方式下对简支矩形板的加强作用。结果表明:当长宽比β=1.67时,T型肋加筋板屈曲系数比矩形肋加筋板屈曲系数大54.8%;角型肋加筋板比矩形肋加筋板大32%。     

矿用液压支架柔性吊臂铰点优化

针对矿用液压支架再制造过程中存在安全稳定性差、效率低等问题,以吊臂的优化设计为研究对象,在进行吊臂几何受力分析的基础上,在-11.8°～75.2°角度范围内对铰点位置进行优化计算。结果显示优化后液压缸受力最大值为180.6 k N,较优化前减小了11.24%,且受力波动明显减小,改善了吊臂的受力特性,达到了提高设备的结构紧凑性和系统稳定性的目的。     

160t类椭圆起重机吊臂的拓扑优化研究

首次将拓扑优化应用于吊臂的整体设计,从一个新的方向来研究吊臂的轻量化设计。首先选取类椭圆截面作为吊臂截面形式,在前处理器Patram中建立三节吊臂的有限元模型,设置好各项参数后提交Nastran尽兴有限元分析,得出各截臂应力。而后返回Patran,设置拓扑优化所需参数,提交Nastran进行计算,得出各截臂材料分布,结合实际情况,给出一种合理的材料分布方案,并重新建立模型求解,对比两次静力学分析结果,从而证明该拓扑优化是可行的。     

多股流绕管换热器管板结构分析

多股流绕管式换热器结构特殊,目前国内外尚无这种结构的管板计算标准。分别按照GB 151和ANSYS对此管板结构进行了规范计算与有限元应力分析,利用ANSYS建立了管板结构分析有限元模型,分析了管板的应力场,明确了管板的应力分布及最大应力部位,根据应力分析结果对管板厚度进行了优化,达到了既减轻设备重量,又节约材料、降低成本的目的。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板的压缩屈曲特性

分别应用工程算法和有限元软件ANSYS对碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板的压缩稳定性进行了分析,得到了加筋板的临界失稳屈曲载荷和屈曲模态;同时对复合材料加筋板进行了压缩稳定性试验,并与计算结果进行了对比验证。结果表明:碳纤维增强环氧树脂复合材料加筋板具有后屈曲承载能力,其压缩破坏形式主要为筋条的脱胶、断裂和蒙皮的撕裂;工程算法结果、有限元计算结果与试验得到的临界屈曲载荷误差分别为13.8%和-15.5%,结果较吻合,证明了工程算法的正确性和有限元模拟方法的合理性。     

自适应参数驱动的装配界面形状主动设计方法

应力分布均匀程度是衡量精密机电产品装配精度和性能稳定性的重要指标,均匀的应力分布也是当前精密机电产品装配过程所追求的目标之一。形状设计是改善装配界面接触应力分布的重要途径,针对当前基于应力分布的装配界面形状主动设计方法中初始参数取值难以确定,且相关参数对优化过程计算效率、数值计算稳定性影响较大的问题,提出了一种根据优化过程中接触应力分布均匀程度变化信息来调节优化参数的自适应参数计算方法。并以典型单螺栓连接结构为设计对象,对比了采用自适应参数设计方法与采用固定参数设计方法分别进行装配界面形状主动设计后的结果。理论分析结果表明：该方法可以很好地解决基于应力分布的装配界面形状主动设计方法中初始参数难以确定的问题,同时提高了优化效果、计算效率和优化过程中的数值计算稳定性。     

汽车起重机伸缩吊臂曲线形截面的有限元分析

针对汽车起重机吊臂采用何种截面形状能够提高其整体稳定性的问题,对汽车起重机伸缩吊臂的多种截面形状进行了研究与归纳,提出了一种将非均匀有理B样条（NURBS）曲线理论应用于构造伸缩臂截面形状曲线的系统方法,从而使下盖板产生了大圆弧过度,减少了吊臂工作时震颤,减小了应力集中现象,提高了稳定性.同时,对伸缩臂模型进行力学简化,便于利用ANSYS软件进行有限元分析.并以此为基础,利用ANSYS软件本身的参数化设计语言（APDL语言）为工具进行了其整体的建模,包括实体建模（以基本臂与一节臂为例）、网格划分、滑块处理及载荷加载和约束处理.并通过全伸与全缩两种工况下的强度有限元分析说明了曲线形截面伸缩吊臂的合理性.研究结果表明,利用该方法可以减小应力集中现象,改善受力情况,较好地解决了起重机曲线形吊臂的稳定性问题.     

履带起重机臂架压弯稳定性研究

利用有限单元法对履带起重机臂架进行压弯稳定性分析,并验证长度系数μ3的影响作用。长度系数μ3对履带起重机的作用主要体现在对臂架拉板的影响,为此,采用无臂架拉板和有臂架拉板2种形式建立有限元模型,进行屈曲分析,结合起重机规范中的经验公式计算臂架的压弯稳定性,通过2种方法的结果对比来说明长度系数μ3的影响。     

斗轮堆取料机主动台车架应力测试与设计

利用有限元分析软件Ansys建立了主动台车架的有限元模型,静力学分析发现半圆铰附近的腹板处应力值偏大,其余地方应力值很小。为了验证有限元计算结果的正确性,设计了与有限元计算工况相吻合的应力测试系统,应力测试结果表明有限元分析的结果是可靠的。在此基础上设计了新的主动台车架并对其进行了有限元分析,研究结果表明新的主动台车架满足使用要求并且质量减轻。     

虚拟应变测试技术在门座起重机上的应用

为了得到任意臂架幅度门座起重机在任意载重下的应力和应变,对不同工况下不同臂架位置的门座起重机模型进行有限元分析,提出了一种从有限个静力分析结果计算任意臂架幅度在任意载重下应力应变的插值方法,计算结果和应力测试的结果进行比较验证。通过分析得出:计算的应变结果和实测的应变结果具有较好的一致性,有限元分析具有较好的分析精度。     

登高消防车臂架的有限元分析与优化研究

针对传统力学方法校核登高消防车臂架的强度和刚度计算繁琐且精度低、臂架设计过厚、登高消防车上装系统笨重、在使用过程中容易出现倾翻等问题,对臂架的静动态特性和臂架的截面参数化优化进行了研究,提出了将有限元法应用到臂架的静力学分析和模态分析中,快速精确地计算臂架在两种极限恶劣工况下的强度和臂架的前4阶固有频率及其对应的振型;将参数化有限元法与多约束非线性二次规划法有机结合应用到臂架的截面参数化优化中,让优化迭代算法融入有限元分析的全过程,快速搜索全局的最优解。研究结果表明,臂架截面参数化优化后最大等效应力减少了7.3 MPa,臂架体积减少了16.5%,实现了臂架的轻量化。     

基于ANSYS的汽车起重机起重臂参数化设计研究

提取并确定了汽车起重机起重臂的特征参数及其分析工况;利用有限元分析软件ANSYS,建立了汽车起重机起重臂结构的有限元分析模型,求解获得起重臂结构的应力分布云图;基于ANSYS的二次开发功能.利用APDL参数化设计语言实现了汽车起重机起重臂的参数化建模和参数化有限元分析过程:以QY20汽车起重机起重臂结构为算例,对其起重...     

高精度反射器面板柔性复合成形数值模拟

建立了双曲率蜂窝夹层板在“点阵钉模、真空负压”条件下成形的有限元分析模型。对双曲率蜂窝夹层板的柔性复合成形过程进行了数值模拟，研究了板料在成形过程中薄膜力及型面误差分布。通过分析得到了反射面型面精度的影响因素，优化了反射面结构形式。实验得到的反射面天线具有很高的型面精度和结构稳定性，实际型面精度和数值模拟结果十分接近，表明该模型能够有效地分析蜂窝夹层板的成形问题。     

高空作业平台伸缩臂有限元分析及优化

对国内某型蜘蛛式高空作业平台样机的伸缩臂进行建模、有限元分析和截面优化.在伸缩臂强度、变形均在许用范围内的条件下,得到较合理的截面形状和尺寸,使整个伸缩臂的重量最轻,达到优化的目的,为高空作业平台的设计、制造提供了依据.     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的箱形伸缩臂多目标优化设计

从初始群体产生及交叉算子两个方面对带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,对伸缩臂进行应力及挠度变形分析,得出应力及应变云图,以确保伸缩臂强度、刚度满足要求。以伸缩臂截面几何参数为设计变量,伸缩臂稳定性及自重为优化目标,利用i SIGHT软件将改进的NSGA-Ⅱ算法与Ansys有限元分析集成,以QY20汽车起重机伸缩臂为例,对起重机箱形伸缩臂进行多目标优化设计,得出Pareto前沿解,并与优化前的截面参数进行对比,验证了该算法的可行性。     

10000m^3真空球罐的外压稳定性分析

通过对10000 m^3真空球罐光壳和带加强肋不同方案的外压稳定性分析,结合经济性对比分析,确定10000 m^3真空球罐球壳结构采用光壳结构;阐述了该球罐的外压工况的有限元分析结果。