基于ANSYS的三维铸铁件缩孔缩松形成的数值模拟

采用有限元方法及有限元分析软件ANSYS，对生产中实际铸件进行凝固过程数值模拟，得出铸件随时间变化的温度场。在此基础上采用新山判据，并结合所开发的软件，判断出铸件可能出现缩孔和缩松的部位，为工程技术人员提供了一种简便的判断方法，同时为改进铸造工艺设计提供了理论依据。     

铸钢件缩孔和缩松的形成与预防

缩孔和缩松从本质上来说,是因为型内的金属产生收缩而引起的,但是不同种类的金属,其形成缩孔和缩松的机理有所不同。1．产生机理 从铸钢件角度来分析,钢液注满型腔后,由于型壁的传热作用,型内钢液形成自型壁表面至铸件壁厚中心温度逐渐升高的温度梯度。随着型壁传热作用不断地进行,型内钢液温度不断降低。当与型壁表面接触的钢液温度降至凝固温度时,铸件的表面就开始凝固,并形成一层固体状态的硬壳。如果这时浇注系统已经凝固,那么硬壳内处于液体状态的钢液就与外界隔绝。     

基于ANSYS的膜盘联轴器膜盘的应力与模态分析

文中利用非线性有限元的方法对金属挠性膜盘联轴器的特性进行研究.主要包括以下几个方面根据已设计的符合实际尺寸的模型,建立膜盘联轴器应力分析的有限元模型;在对前述模型静力分析和模态分析的基础上,鉴于膜盘的型号多变,为了能够做出通用的分析方法,文中采用通用的有限元分析软件ANSYS的二次开发语言APDL建模和分析膜盘,大大提高了分析的通用性和效率.     

边界润滑膜的形成与破裂分析

综述了边界润滑膜润滑的机械模型、物理化学吸附膜模型、机械化学反应膜模型。边界膜的破裂主要是由于机械、温度作用的损伤。机械力导致表面裂纹或表面层裂纹的产生；粗糙硬表面与软表面相互摩擦时导致犁沟磨粒的形成；摩擦副表面温度升高引起接触表面的粘着；法向载荷与切向载荷都能引起边界膜的破裂失效。本文从系统论的观点出发,提出了一个机械-物理-化学综合作用的系统结构模型。     

ELID 超精密磨削砂轮表面氧化膜形成过程的建模和仿真

砂轮表面氧化膜的形成规律与特性对ELID超精密磨削质量有着重要的影响。为了研究在ELID磨削中氧化膜的形成规律,基于电化学基本原理,建立了砂轮表面氧化膜形成过程的一般模型,并对金刚石砂轮电解预修整过程中氧化膜的生长过程进行了仿真。在此基础上,对控制氧化膜生长的主要因素进行了理论分析。为了验证模型和仿真结果的正确性,采用与仿真过程同样的控制参数,对氧化膜的生长特性进行了实验研究。结果表明仿真结果与实验结果基本吻合。     

富氧气氛下切削纯钛表面氧化膜形成试验研究

针对钛合金植入体表面活性氧化膜加工工艺链长的问题,提出在切削过程中利用切削热和富氧气氛生成氧化膜的方法,并进行试验研究。首先,从热力学角度对生成氧化钛的条件进行理论分析;然后对其中的关键因素切削温度进行模拟仿真,最后对生成的氧化膜进行显微观察和EDS分析。结果表明:富氧气氛下车削得到的工件表面相对于自然状态下工件的氧化程度明显增大,氧化膜增厚。     

多组分铜基合金粉末选区激光烧结的组织形成机制

对多组分铜基金属粉末(组分Cu、CuSn、CuP,质量比为55:35:10)进行了选区激光烧结试验,其中熔点较低的CuSn充当粘结金属,熔点较高的Cu充当结构金属,CuP则作为脱氧剂而改善润湿性。粉体激光烧结的主导成形机制为液相生成和颗粒重排。合理调控激光工艺参数(激光功率275～400 W,扫描速率0．03～0．06 m·s-1),以使粘结金属CuSn发生熔化,而结构金属Cu保持未熔状态。在保证粉末部分熔化的液相烧结机制的前提下,适当增加激光功率或减小扫描速率,有利于提高烧结致密度及组织均匀性。     

电参数对2A12铝合金微弧氧化膜组织结构的影响

采用微弧氧化技术,在2A12铝合金表面制备致密、平整且晶粒细化的微弧氧化铝陶瓷膜(简称微弧氧化膜)。通过扫描电子显微镜和光学显微镜,对不同电参量条件下制备的微弧氧化膜层的微观形貌和组织结构进行分析。当正电压从220 V增大到280 V,随着正电压的升高,微弧氧化膜表面变得光滑致密,且微弧氧化膜的厚度也随电压升高而增厚;当正电压升高到280 V时,表面有微裂纹出现;随着负电压的升高,微弧氧化膜表面的孔径先增大后减小,膜表面变得光滑;负电压48 V时,微弧氧化膜的厚度随着负电压的升高而增加,当负电压≥48 V后,微弧氧化膜的厚度减小;随着电流密度增加,微弧氧化膜的厚度增加,但膜表面较粗糙;因此,在微弧氧化处理过程中,正电压、负电压和电流密度对微弧氧化膜的制备均有较大的影响。     

基于ANSYS Workbench 的热压头热-结构耦合分析

应用三维软件SolidWorks建立某型号热压头三维模型,基于有限元分析软件ANSYS Workbench建立其有限元模型,并对热压头进行热-结构耦合分析,得到了焊接过程中热压头的热变形,验证了温度对热压头焊接精度的影响,为热压头结构的进一步优化设计提供基础。     

基于ANSYS Workbench的热压头热-结构耦合分析

应用三维软件SolidWorks建立某型号热压头三维模型,基于有限元分析软件ANSYS Workbench建立其有限元模型,并对热压头进行热-结构耦合分析,得到了焊接过程中热压头的热变形,验证了温度对热压头焊接精度的影响,为热压头结构的进一步优化设计提供基础。     

基于ANSYS Workbench的盘式制动器热-机耦合分析

为进一步研究盘式制动器在制动过程中的行为,在建立盘式制动器热-机耦合简化计算模型的基础上,考虑温度变化对材料物理性能和摩擦因数的影响,运用ANSYS Workbench模拟分析不同制动初速度与不同制动压力下制动盘的热-机耦合特性,并从制动盘径向、周向、轴向等维度对其温度场与应力场进行了研究。结果表明：盘式制动器在紧急制动过程中,温度和应力的最大值与制动初速度和制动压力成正相关;制动初速度和制动压力对制动盘温度场和应力场有较大的影响,其中制动压力对制动盘温度和应力最大值的影响比制动初速度更加明显;制动盘温度与等效应力在圆周上都呈环带状分布,二者具有一致性,制动盘达到温度最大值早于达到应力最大值,二者之间具有耦合特性;制动盘温度在径向和轴向上存在较大的温度梯度,从而引起较大的应力变化。研究结果为探索制动盘温度场、应力场分布规律和制动盘在不同工作状态下的热-机耦合特性提供了参考。     

双压电驱动微泵泵膜的ANSYS仿真和结构优化分析

提出了一种新型的双压电泵膜结构,分析了泵膜小挠度弯曲形变理论。运用ANSYS软件建立了泵膜的有限元模型,并对泵膜进行了电压驱动静态分析和模态分析,通过正交试验法对泵膜结构进行了优化。分析表明,压电层厚度对膜片形变影响最大,其次依次是驱动电压、泵膜半径、电极层厚度、基层厚度;泵膜半径对膜片频率影响最大,其次依次是压电层厚度、电极层厚度、基层厚度;对泵膜结构进行优化,可以提高微泵的工作效率,研究结果为微泵的优化设计提供了依据。     

高锰钢铸件氧化膜缺陷的防止

首先分析高锰钢铸件表面产生氧化膜缺陷的原因,然后采取刷涂树脂涂剂、加强排气等工艺措施,通过工艺改进前后产品表面质量的对比,说明这一系列工艺措施可有效预防高锰钢铸件氧化膜缺陷的产生。     

镁合金的表面氧化膜及其耐蚀性

介绍了国外镁合金用阳极氧化和化学氧化成熟工艺及近年的新发展，阐述了有关镁合金表面阳极氧化膜和化学转化膜构成的研究成果，比较了不同工艺得到的表面膜的耐蚀性。     

ANSYS的丝杠模态分析

丝杠是机床进给系统中十分重要的部件,然而传统的解析方法难以完成精确全面的计算和分析,因此必须对丝杠进行动力学研究。讨论了如何运用先进的有限元分析软件ANSYS对丝杠进行模态分析;研究了丝杠的无阻尼自由振动;得到了系统的固有频率和振型。     

基于ANSYS的鼓风机电动机永磁轴承-转子系统动力学分析

为探讨某功率250 kW、工作转速16 050 r/min的永磁悬浮鼓风机电动机的安全性,基于转子动力学理论建立鼓风机电动机用永磁轴承-转子系统运动微分方程,同时介绍了轴承-转子系统刚度计算需要考虑的各滚动轴承的综合刚度及永磁轴承刚度的计算方法。并基于ANSYS中的Block Lanczos法对转子系统的固有频率及振型进行分析,结果表明:系统正常工作转速小于0. 7倍的1阶临界转速,满足要求。试验验证表明,该永磁悬浮鼓风机可正常运行。     

基于ANSYS的电主轴转子-轴承系统动静态性能分析

在电主轴的结构设计中,影响轴承转子系统的动静态特性的主要因素就是轴承位置的选择。通过应用有限元分析软件ANSYS,对洛轴某型号的磨削电主轴的转子—轴承系统进行二维和三维参数化建模并进行动静态特性分析,以主轴的静刚度和前4阶固有频率为目标参数,通过改变不同的轴承位置和内径的大小,得出了前后轴肩的距离以及孔径同目标参数之间的关系曲线,定量定性地分析了前后轴承的位置以及孔径对电主轴的动静态特性的影响,为以后小型电主轴的内部结构设计尤其是轴承位置设计提供了有力的依据。     

基于ANSYS的锥头-锥孔管路锥形密封结构分析

锥头-锥孔结构广泛应用于高压气体实验室、武器系统等领域,密封性要求严。为提高其可靠性,在给出锥头-锥孔结构密封条件的基础上,利用有限元分析软件ANSYS,计算分析了主要设计参数对密封性能的影响,得到了锥头-锥孔管路锥形密封结构满足密封条件时主要设计参数与轴向预紧力、密封面宽及vonMises应力最大值的关系曲线,并给出了主要设计参数在工程应用时较稳健的取值范围.     

油垢磨料形成机制及其对钢丝绳磨损作用机制分析

对现场采集的斜井提升钢丝绳的油垢试样提取磨粒并对磨粒成分用X射线荧光光谱仪进行分析,分析了油垢磨料的形成机制、油垢磨料特性以及油垢磨料对钢丝绳磨损的作用机制.结果表明,油垢磨料中含有大量石英、碳化钙及黄铁矿等小颗粒,这些硬质颗粒主要来自于煤屑、灰尘、巷道矿岩及脱落的钢丝绳腐蚀及磨损产物,这些很硬的杂质颗粒对钢丝绳股及内部钢丝起到很坏的磨料作用,导致钢丝绳的磨料磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损.