直升机整流罩锁紧机构方案设计与研究

提出了直升机整流罩锁紧机构设计方案,利用Pro/E软件进行各零部件的三维建模、虚拟装配。通过锁紧触点运动轨迹方程的建立进行了Pro/E环境下锁紧机构运动仿真,并应用有限元分析软件MSC.Patran校核了锁紧梁的强度。通过理论设计、运动仿真和强度校核结果表明了该锁紧机构设计方案的可行性。     

基于凸轮机构的热能驱动车结构创新设计

提出一种基于凸轮机构的热能驱动车设计方案.结合机械设计的基本知识对热能驱动车的运动原理和结构进行分析,利用SolidWorks软件建立小车三维模型,利用Matlab软件进行小车运动轨迹仿真,并设计凸轮轮廓线,此外还给出场地变桩后的零件调整设计方案.最后在设计与仿真的基础上,制造出热能驱动车实物样机,通过调试确认小车实际行走轨迹符合仿真轨迹,验证了设计的可行性.     

某发动机气门弹簧校核与分析

气门弹簧是发动机配气机构气门组的重要零件。对某发动机气门弹簧进行理论校核,应用Excite-Timing Drive软件对配气机构进行模拟分析。理论校核及模拟分析结果显示:由于气门升程较大,导致簧丝余隙较小,气门弹簧并圈现象较明显。通过优化气门弹簧设计参数,消除了弹簧并圈现象,配气机构采用新设计的弹簧后仍能稳定工作。     

空间展开桁架结构的减振优化设计方法

航天器的空间可展桁架机构在展开锁定后形成一个大跨度的支撑结构。为满足设计要求,需要抑制某些模态的响应对振动进行控制。研究了利用粘弹性阻尼器减振的结构优化设计方法,选取了粘弹性阻尼器的计算模型并说明其有限元模拟方法,基于粘弹性阻尼器减振仿真过程的自动化,在给定阻尼器个数和系数的条件下,以模态阻尼比最大为目标对阻尼器位置进行了优化配置,优化后取得了良好的减振效果。方法对空间桁架结构的减振有实际意义。     

载人月球车转向传动机构的优化设计及分析

针对登月舱承载所限及月表地形复杂,要求载人月球车不仅机构简单且具备较小转弯半径,设计了一种载人月球车的转向传动机构。推导了机构内外轮转角数学模型,基于阿克曼转向原理建立其优化模型,通过优化得出转向梯形参数最优解。利用机械系统动态仿真软件ADAMS建立仿真模型,进行运动学仿真,验证了之前解析推导合理性,利用有限元分析软件ANSYS对关键杆件进行应力与变形的校核。     

微型数控材料扭转试验机机械系统虚拟设计及仿真

设计了最大转矩为10 N·m的数控材料扭转试验机机械系统,阐述了机械系统加载原理,根据试验机的参数,对步进电机、减速器、联轴器等标准件进行了选择.同时,自主设计了试件夹具及导向支撑机构等零部件.在设计中应用计算机辅助设计软件SolidWorks对组成零件进行了实体建模、装配、有限元分析.以及运动仿真.并结合机械设计理论进行了零件的分析校核,以保证零件安全可靠.     

新型半挂车液压悬挂机构分析

针对现有半挂车板簧悬架装置存在的不足,设计一种新型液压悬挂机构,运用PRO\E三维软件建立机构模型,进行机构动态仿真.同时结合ANsYs有限元分析软件,对机构强度进行分析校核,为机构的进一步优化提供参考.     

液压螺栓拉伸器的设计及有限元仿真

介绍了锅炉给水泵专用螺栓拉伸器的工作原理,提出一种基于有限元仿真与实验相接合的设计方法.利用有限元软件ANSYS对拉伸器关键结构-缸体和支架进行强度校核和结构优化,并与制定拉伸器的试验方案进行数据对比.结果表明：初设参数下支架结构合理;缸体应力集中强度大于材料的屈服极限,不满足设计要求;优化缸体尺寸后,结构的安全系数为1.3;缸体外端应变数据中仿真值与实验值相符,大大提高了螺栓拉伸器在实际工程应用的安全性.     

基于高强钢的平板运输车载物平台轻量化优化设计

根据平板运输车载物平台的结构,采取材料替换和尺寸优化设计方法相结合的方案,对平板运输车载物平台进行轻量化设计.以某型平板运输车载物平台为研究对象进行参数化建模,利用HyperWorks软件对高强钢BS700MCK2替换Q345材料后的载物平台进行有限元分析;然后在满足材料基本性能的前提下通过尺寸优化方法在Optistruct软件中对载物平台进行优化设计;最后利用轻量化系数评价方法对优化前后的高强钢载物平台进行评价.研究结果表明:优化后的平板运输车载物平台减重42.1％,尺寸优化后的轻量化系数由1.12优化为1.05,并通过对新结构进行强度校核,验证了该设计方案的可行性.     

变压器弹簧减振降噪装置的设计研究

为了减小变压器的振动和噪声对居民生活的影响,针对S11-M-630/10型变压器设计了一种新型弹簧减振降噪装置。应用ANSYS软件建立该装置的有限元模型,进行结构动力学分析,得出其固有频率和振动模态,并利用振动传递率和减振效率的数学模型计算出其理论值。有限元仿真分析结果以及振动传递率和减振效率的数学模型对该变压器弹簧减振降噪装置的设计及实现具有重要的指导意义。     

基于OpenGL的四圆弧齿轮三维建模和有限元分析

针对四圆弧齿轮的轮齿是三维螺旋体的特点以及其几何设计与力学计算复杂的实际情况,采用三维有限元法,以VC++6.0为开发工具,基于OpenGL图形内核自主开发了一款四圆弧齿轮有限元分析专用软件,包括四圆弧齿轮三维实体模型参数化计算机辅助设计、有限元网格的自动生成、边界条件的建立、最恶劣加载点的确定以及应力的计算,工程人员只需输入四圆弧齿轮的基本参数,即可自动实现四圆弧齿轮的参数化CAD建模和有限元分析。通过与SolidWorks软件中的Simulation有限元分析模块进行对比,验证了所述软件分析结果的正确性。     

车载机柜动态特性分析与研究

利用CAD软件对某型车载机柜建立了有限元模型;在分析其结构特点和材料力学性能的基础上,基于ANSYS软件,对车载机柜进行了模态、正弦波和后峰锯齿波冲击特性分析,校核其静、动态特性是否满足要求,并提出合理的改进意见.     

多约束状态下重载机械式主轴有限元建模及模态分析

重载机械式主轴是重型数控(Computer numerical control,CNC)机床摆角铣头的关键功能部件,具有大功率、大扭矩特点,用于加工大型复杂曲面零件。其有限元建模及模态分析的准确性是主轴进一步动力学分析的基础。基于Timoshenko梁理论建立重载机械式主轴的运动方程,采用有限元法得到主轴的矩阵形式的动力学方程;在有限元软件中分别以实体单元和梁单元对主轴进行有限元建模,对轴承以Combin14弹簧单元建模,并以自由模态和实际工况约束条件下进行重载机械式主轴的模态分析;根据轴承型号计算轴承的径向刚度,作为重载主轴模态分析中弹簧单元的刚度参数;进行主轴锤击模态试验,验证重载机械式主轴多约束状态下模态分析建模及仿真结果的正确性。研究表明,把主轴考虑为Timoshenko梁单元和Beam188梁单元进行主轴有限元建模和模态分析时,结果更为准确,弹簧约束梁方式更符合实际情况。研究结果为重载机械主轴系统的进一步优化设计和精度控制提供依据。     

燃气涡轮发动机计算机辅助设计系统

开发了基于大型有限元分析软件Ansys的燃气涡轮发动机辅助设计系统,该系统将CAD参数建模技术、工程有限元数值计算方法、经典强度计算理论与现代优化设计技术相结合,实现了涡轮盘、机匣和涡轮轴典型零件的参数优化设计的完整设计流程,建立了结构优化设计平台;并通过机匣的结构优化设计实例,验证了燃气涡轮发动机辅助设计系统的有效性。     

Research of design and analysis integrated information modeling framework for multibody mechanical system: with its application in the LHD design

Many complex mechanical products can be considered as multibody systems; 3D computer-aided design (CAD), multibody dynamics, finite element-based strength and fatigue analyses, optimization, and other CAE tools, are often used to develop this kind of product. But design is difficult and challenging because of information inconsistence among different engineering domains, and isolated information model islands exist. Lots of research are attracted to design and analysis information integration, but attentions are mainly focused on integration of CAD–finite element analysis (FEA), supporting the bottom-up design principle, while multibody dynamics analysis for analyzing global performance of a mechanical system is rarely considered, which follows the top-down design principle. In this paper, a novel multilevel system representation modeling framework for supporting both bottom-up and top-down or mixed design methods is proposed. It can integrate the product design CAD models with multibody dynamics, finite element-based strength and fatigue analyses, realizing a CAD–dynamic–FEA–fatigue analysis integration. It can also support data exchange and transfer in multidomain analyses. The framework is illustrated with a case study of a load haul dump (LHD) design using currently available software tools. Furthermore, a design case study of the working unit of the LHD is given to highlight the applicability of the modeling framework for multibody mechanical systems. It has been demonstrated that the framework can describe information exchanging and integration among CAD, FEA-based strength and fatigue analyses, and multibody dynamics analysis during a multibody mechanical product design process.     

400t预应力框架式液压冷拔机机架有限元分析

以拔制力400t预应力框架式液压冷拔机机架为例,利用CAD／CAE集成的方法,完成了冷拔机机架的CAD建模及有限元分析。先用Solid Works建模,再导入ANSYS有限元分析软件,对冷拔机机架进行应力仿真分析,获得应力分布。对改进的撑杆进行了计算,为冷拔机结构改进提供了一定的参考依据。     

基于SolidWorks和ANSYS的AH110自动卧式铣镗床下滑座有限元分析与研究

以AH110自动卧式铣镗床下滑座为例,利用CAD／CAE集成方法完成了冷拔机机架的CAD建模及有限元分析。先用SolidWorks建模,再导入ANSYS有限元分析软件,对新改进型AH110的下滑座进行应力仿真分析,获得应力分布及薄弱环节,并对新旧下滑座结构进行了分析,为镗床设计与改进提供一定参考依据。     

蝶形弹簧特性随机有限元分析

基于ANSYS商用有限元分析软件,建立了一蝶形弹簧的轴对称有限元模型,并分析了该蝶形弹簧在大变形条件下的非线性载荷-位移特性。有限元结果与理论分析结果吻合较好。在该有限元模型基础上讨论了基于ANSYS的Monte Carlo随机有限元分析技术确定碟簧最大应力分布规律的基本原理和方法。最后表明在外部载荷不变的情况下,蝶形弹簧内径和外径结构参数对碟簧内的应力分布影响最大,分析结果对于今后蝶形弹簧的工程应用有一定的参考价值。     

高压密封系统的结构研究及力学分析

通过对高压密封腔内轴一密封环形成的密封间隙内液体泄漏量和压力分布进行计算与理论分析，探讨高压液体弹簧密封系统的结构设计和力学分析方法。通过有限元法和差分方法相结合的液固耦合计算，获得结构的最终间隙和压力分布曲线，达到为设计提供参考的目的。整个计算程序在有限元软件ANSYS平台上编译进行，计算过程简洁、快速，符合复杂的工程设计要求。计算结果表明，文中提出的设计方法是可行的、有效的。同时，对密封环的结构形式进行了讨论，对比两种形状密封环的变形特点与材料、尺寸的关系，提出有价值的建议。     

基于CAD/CAE集成的发动机配气机构数值研究

通过建立发动机配气机构数值研究流程,将传统的经验设计理论与先进的专业软件应用结合起来,并将配气机构的设计、运动学分析、动力性分析、发动机换气过程优化、凸轮轴有限元分析以及配气机构对整机噪声和振动的影响等完全融合在一起,探讨了一种新颖的、基于CAD/CAE集成开发的发动机配气机构数值研究的思路和方法。