基于ANSYS的浮空器组阵结构屈曲分析及优化设计

针对空间太阳能电站地面演示系统,提出了一种空间大型浮空器组阵结构,利用ANSYS有限元软件建立其桁架结构的三维模型并进行结构屈曲分析,判断桁架结构的稳定性.以第1阶临界屈曲载荷为约束条件,对桁架梁截面的型材进行尺寸结构优化.通过响应曲面分析和多目标遗传优化算法找到设计优化点,使优化后的桁架结构在保证结构稳定的前提下实现...     

加筋结构后屈曲有限元建模方法研究

预估加筋结构的承载能力对飞机设计极为重要,对整体加筋结构和铆接加筋结构分别拟定一系列不同的有限元模型化方法,考虑材料和几何非线性进行后屈曲分析。对比试验数据和分析结果可知,选取合适的离散化方法可以准确预估这两种结构形式的破坏载荷。对含有整体加筋板和铆钉连接的机翼盒段进行后屈曲分析验证,有限元预估值与试验数据吻合很好。     

水轮机圆筒阀筒体屈曲分析

介绍了运用ANSYS软件对某电站圆筒阀筒体进行屈曲分析的方法和结果,并与GB150-1998规定的计算结果进行了比较,其相对误差较小,表明可以采用ANSYS软件对圆筒阀筒体进行屈曲分析计算。     

基于有限元方法的塔机桁架结构屈曲分析

以塔式起重机的金属结构为主要研究对象,借助有限元平台,从简单杆件的分析入手获得了可行的线性屈曲与非线性屈曲分析的方法与流程,进而以此为基础从不同侧面对塔机桁架结构的屈曲问题进行了详细分析.研究结果表明：考虑载荷偏心和初始位移非线性屈曲分析的结果要比线性特征值屈曲分析的结果更符合实际状态.在塔机上计算时只考虑5％的载荷偏心就使结果比原来小了33％,而在实际情况中由于小车轨道不平、风载荷等原因引起的载荷偏心可能会更严重.     

轴压载荷下夹层圆柱壳结构屈曲承载力优化

夹层圆柱壳结构在导弹、火箭、船舶舱体结构及飞机机身结构上有着广泛的应用前景,此类结构承受轴压或弯曲载荷时极易屈曲和结构失稳,主要的失效形式表现为总体和局部屈曲。采用解析方法对轴压载荷下的夹层圆柱壳结构进行了受力分析,获得了影响结构承载效率的设计参数。采用有限元方法建立了参数化建模、屈曲分析和优化设计一体化分析与设计模型,通过解析和有限元结果比对分析验证了优化模型的准确性,并利用优化模型对夹层圆柱壳结构进行了承载力效率优化。数值算例结果表明:优化后结构承载效率从4.397×106N/kg增加到5.687×106N/kg,提升了29%,表明通过在可行设计域内对设计变量进行合理取值,能够获得承载性能更高效的结构,可为夹层圆柱壳结构设计应用提供参考。     

铝合金工字梁腹板屈曲后承载力有限元分析中材料本构关系模型的探讨

本文采用五种不同的铝合金本构关系模型,用有限元分析软件ANSYS对铝合金工字梁腹板屈曲后承载力进行了数值模拟,并通过对有限元计算结果和试验值的比较,分析不同材料本构关系模型对铝合金工字梁腹板屈曲后承载力计算精度的影响。     

波纹蒙皮结构屈曲性能研究

对两种加强槽的波纹蒙皮结构的屈曲性能进行了分析,讨论了加强槽的半径(宽度),加强槽深度,加强槽个数对临界屈曲载荷的影响,并对加强槽槽间距以及加工可行性对加强槽各个参数的取值约束进行了分析。分析结果表明,临界屈曲载荷随加强槽深度增加而增加。当加强槽深度一定时,存在一个加强槽半径(宽度)临界曲线,当处于该临界曲线左侧时,临界屈曲载荷随半径增加而增加,反之减小。当加强槽半径和深度一定时,存在一个加强槽个数的临界曲面,当处于该曲面下侧时,临界屈曲载荷随加强槽个数增加而增加。     

复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲特性研究

通过对复合材料薄壁加筋板结构进行剪切载荷下的屈曲试验研究,得到结构的屈曲模态、屈曲失稳载荷以及破坏形式,并通过有限元方法对结构的屈曲进行数值分析,分析得到的复合材料薄壁加筋板结构的屈曲模态和试验结果一致,屈曲载荷与试验结果吻合较好.试验还发现复合材料薄壁加筋板结构有较高的后屈曲承载能力,后屈曲过程中由于桁条脱胶会造成屈曲模态的变化.还分析了筋条的连续性对屈曲载荷的影响.     

Pro/MECHANICA环境下的支撑圆筒结构优化设计

在Pro/MECHANICA环境下,对支撑圆筒模型进行静态、灵敏度分析及优化设计,得到了满足优化约束的最佳参数和几何模型。优化结果表明：利用Pro/MECHANICA软件,可以实现实体建模、结构分析及优化设计的无缝集成,能够提高机械产品结构优化和产品开发的效率。     

自动化码头低架桥结构屈曲和局部稳定性分析

对上海振华港口机械（集团）股份有限公司（简称上海振华港机）提出的自动化码头方案中立体分配系统中的低架桥空间桁架钢结构进行了稳定性分析．首先介绍了低架桥的结构构造,利用ANSYS软件对该空间桁架钢结构建立了有限元梁单元分析模型,通过工况载荷分析比较得到了低架桥的最不利工况和该工况下的构件受力情况．进而在考虑最不利工况的情况下,基于有限单元法对结构整体进行了弹性屈曲分析,得到了屈曲特征值和模态．并对危险构件进行了局部稳定性校核．结果表明该空间桁架钢结构具有良好的稳定性．     

管材屈曲和起皱分析

研究了薄壁管在高压成形过程中的屈曲、起皱失稳现象,通过对所建立的弹塑性屈曲（全局屈曲）和起皱（局部屈曲）模型的分析计算,获得了管子屈曲、起皱的初始条件、临界载荷和临界应力计算公式。研究表明,屈曲和起皱的产生取决于几何参数,如相对半径r0/l0和相对厚度d0/r0等,且对长管而言,屈曲是主要的失稳形式,但对于短管,起皱则是主要的失稳形式,薄壁管内压对薄壁管起皱、屈曲没有影响。     

三维编织复合材料高压储气瓶的屈曲分析与优化设计

通过对三维编织复合材料圆柱壳进行屈曲和应力分析，对三维编织复合材料高压储气瓶的临界载荷、强度和应力分布等进行了数值计算，结果表明，屈曲对三维编织复合材料高压储气瓶使用性能的影响非常显著。基于圆形四步法三维编织工艺及理论分析，提出了三维编织复合材料高压储气瓶的结构优化设计数学模型。算例表明，该优化设计方法效果很好。     

基于子模型的大型复合材料飞机结构屈曲稳定性数值分析及优化技术研究

随着计算机科学和有限元技术的发展,屈曲稳定性问题有限元数值求解技术已经比较成熟,但是在大型复杂结构工程应用中还是由于计算量大、收敛困难而受到限制,特别是在需要反复迭代计算的优化过程中,更是受到该问题的困扰.针对某大型复合材料机翼结构的考虑稳定性约束条件的优化问题,提取其典型盒段进行分析技术验证,研究计算效率和精度对于单元尺寸的要求.取误差限为1%,位移计算模型单元尺寸要求为150mm,而屈曲临界载荷系数计算模型单元尺寸要求为10mm.采用150mm的单元尺寸建立全结构模型进行位移求解,将位移计算结果应用于采用单元尺寸10mm建立的危险部位子模型进行稳定性求解,完成某复合材料机翼结构打样阶段优化设计,结构总质量较初始设计减轻24%,在满足精度要求的同时,计算效率显著提高.     

圆柱螺旋弹簧的屈曲分析

压缩螺旋弹簧的侧向屈曲问题在机械工程设计中具有实际意义。本文系通过棱柱效应对压缩螺旋弹簧的屈曲进行基本分析,并提出防止屈曲的一些措施。     

湿热环境下复合材料加筋壁板压缩屈曲与后屈曲行为的有限元模拟

制备了CCF300碳纤维/BA9916-II环氧树脂复合材料加筋壁板,研究了该加筋壁板在干态和湿热状态下的压缩行为;建立加筋壁板有限元模型,使用经验公式对湿热环境下的材料参数进行修正,通过模拟分析了不同状态加筋壁板的压缩屈曲与后屈曲行为,并进行了试验验证。结果表明：加筋壁板在干态与吸湿状态下均有较强的后屈曲承载能力;湿热环境会对加筋壁板稳定性与承载能力造成较大负面影响,随吸湿时间延长,其屈曲及破坏载荷均呈先快后慢的下降趋势;模拟得到干态加筋壁板的屈曲载荷和破坏载荷与试验结果的相对误差分别为3.1%和5.2%,吸湿饱和态下的相对误差分别为5.6%和6.9%,误差较小,证明了所采用模拟方法的准确性和所建立有限元模型的合理性。     

升降横移类立体车库屈曲分析

主要针对升降横移类立体车库的钢架结构稳定性进行研究,通过非线性屈曲分析法求出立体车库的屈曲载荷,为立体车库的设计提供参考。     

结构刚度和阻尼对箔片轴承承载力的影响

从承载力系数出发，分析了箔片轴承在周向、轴向和径向3个空间方向的结构刚度的变化对箔片轴承承载力的影响。箔片轴承的阻尼主要表现为库仑摩擦阻尼；阻尼的增大使轴承结构刚度增大，稳定性提高，承载力增大。本文还以承载力系数为依据，比较了提高箔片轴承承载力的方法。     

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%。     

潜孔钻机钻杆有限元屈曲分析和灵敏度的研究

针对潜孔钻机在工作过程中承受着交变的冲击载荷容易发生失稳的问题,在Ansysworkbench14.0环境下对钻杆进行了有限元屈曲分析,并利用Design Exploration对钻杆各参数进行了灵敏度分析,得出了钻杆各参数和屈曲载荷因子的关系曲线,可以根据实际工况对钻杆的长度和轴压力进行调整,在满足稳定性的要求下找出符合该工况的最佳参数,同时也为优化设计提供了理论支持。     

椭圆度对外压圆筒体屈曲临界载荷影响的初步分析

工程结构屈曲的有限元分析方法通常包括特征值分析、几何非线性分析和几何／材料双非线性分析三种方法。本文通过算例分析和对比，认为双非线性分析法可得出更合理的结果。系列计算表明，外压圆筒体屈曲临界压力值会随简体椭圆度的增加而明显降低。