某型桁架结构设计与分析

应用有限单元法对桁架结构进行了分析、计算。从桁架的用途、实际使用环境概括了桁架计算的边界条件；根据设计图纸和实际工况选择一维单元建立了桁架的有限单元模型；在有限单元模型上加栽边界条件，根据线性理论解算得出计算结果，并且根据计算结果对设计进行评估，结合以往设计总结出桁架结构设计的一种有效分析、计算方法。     

ANSYS中结构刚度矩阵的求解

应用ANSYS有限元分析软件对桁架结构进行了静强度分析，得出了各杆件的位移结果。利用FORTRAN语言开发的计算结构系统刚度程序得到其整体刚度矩阵，与其内部命令得出的单元刚度矩阵合成的整体刚度矩阵比较，两者结果完全一致，从而证明了它的实用性。     

基于线性互补理论的可展开索-桁架结构静力学分析

空间可展开索-桁架结构具有折展比大、重量轻、刚度高的优点,广泛应用于天线、太空望远镜、太阳翼等大型航天器关键部件中。在统一框架内进行了梁单元和索单元的刚度矩阵集成,建立了包含柔性绳索和杆件的可展开索-桁架结构刚度模型。基于线性互补理论,提出了一种反应绳索真实张紧、松弛状态的结构受力变形计算方法,得到了准确的结构受力与节点位移的映射关系。最后以剪叉机构单元和圆柱面可展开结构为例,验证了所提出方法的有效性,并分析了绳索分布对结构变形的影响。该分析方法可扩展应用于各类索-桁架结构的受力变形计算。     

双二重八面体几何桁架机器人逆位置分析

研究了双二重八面体变几何桁架机器人的逆位置分析，针对双二重八面体变几何桁架机器人单元结构特点，建立起机构逆位置分析的封闭解。     

清窑机长悬臂桁架结构的有限元分析及优化设计

以清窑机的长悬臂桁架结构为研究对象,分析其力学特征,确定以空载和工作状态两种工况为设计计算工况;采用Design Modeler建模工具,以概念建模方式建立了桁架的圆管截面、线体单元的三维模型;通过有限元分析模块Static Structural对桁架结构在空载与工作状态分别进行静力学分析,得其最大组合应力与总变形云图;以桁架结构质量为优化目标,以材料强度、结构刚度与腹杆固定壁厚为约束条件,通过Design Exploration工具优化桁架的弦杆与腹杆外径,优化后的桁架结构质量由4 627 kg减少到3 466 kg,减轻约25%,减少平衡配重约48 000 N·m,达到了结构优化设计、降低设备成本的目的。     

双二重八面体变几何桁架机器人逆位置分析

研究了双二重八面体变几何桁架机器人的逆位置分析。针对双二重八面体变几何桁架机器人单元结构特点，建立起机构逆位置分析的封闭解。     

齿轮三维设计专用模块系统的研究与应用

基于三维机械CAD软件SolidWorks平台，根据各种齿轮设计参数及结构特征，用VC＋＋开发了齿轮三维设计专用模块系统，阐述了齿轮三维设计专用模块系统的设计思想、齿轮体系特征结构和齿轮及齿轮轴实体形成过程。     

基于有限元分析的结构优化设计方法

提出了利用ANSYS优化分析功能对结构进行优化分析的方法，通过十杆桁架的优化分析介绍了用有限单元法解决实际问题，实现优化设计的全过程，说明了用ANSYS优化分析功能实现结构优化分析的可行性，从而为其它复杂结构的优化分析提供了新的方法和科学依据。     

大跨距双梁门式起重机桁架主梁的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对起重量75t＋75t、跨距为42m的双梁门式起重机桁架主梁进行了有限元分析,改进了最薄弱的地方,确定的主梁桁架结构满足了强度和刚度的设计要求。     

基于WinCE桁架机器人控制系统与机床之间的通讯

基于Windows CE系统的桁架机器人控制系统,不断采集安装在各类机床、桁架上的传感器组、限位开关的信号反馈,并将采集到的信号传送至机器人控制系统。机器人控制系统对接收的信号进行处理、分析,判断相互之间的逻辑关系,确定动作时序,最后向各个工作单元发送指令信号,完成桁架机器人与各类机床之间的上下料、加工等动作,实现桁架机器人与机床之间的通讯,确保整条生产线安全、高效地工作。     

考虑桁架柔性的可展开天线动力学分析

周边桁架式可展开天线的展开过程涉及复杂的动力学问题,对天线展开过程的研究有助于展开天线的设计、研制和优化。综合考虑天线展开过程中桁架结构的柔性变形和索网结构的变拓扑特征,建立了周边桁架式可展开天线展开过程的动力学模型。首先采用绝对节点坐标法的梁单元对外桁架结构建模,然后引入过渡函数来描述索段由松弛到张紧状态的转变,最后建立了周边桁架可展开天线的系统动力学方程。对天线进行动力学仿真分析,结果表明该方法能有效地分析天线的展开过程,桁架结构在内部索网张力的作用下会产生柔性变形,对驱动力和展开速度产生显著的影响。     

机床机械桁架机械手结构设计分析

机械手臂技术在机械生产制造行业占据重要位置,不仅能够运用自动化设备进行生产,还可以维持相关设备的运行,已经成为机械产品生产环节不可或缺的元素之一。基于此,简要分析机床机械桁架机械手结构内容,阐述机床机械桁架机械手结构的具体设计方式,以期对机械产品的生产活动提供助益。     

起重机超静定杆系结构弹性稳定分析中的有限元误判与应对

运用精确有限元理论的单元刚度矩阵来分析桁架结构的稳定性问题,推导了桁架结构临界失稳的判别式.结合判别式从理论上阐述了结构发生失稳的2种不同类型,并解释了有限元软件分析超静定桁架结构稳定性出现误判的原因.通过对有限元方法求解稳定问题的实质和过程进行分析,提出了解决有限元软件误判的方法,运用单元撤换法处理局部失稳后的系统模型,更准确地评估结构稳定性承载能力.利用基于ANSYS软件二次开发程序,改进了应用有限元软件分析超静定结构稳定性的方法,以获取超静定杆系结构真实的临界失稳载荷.     

面向在轨智能装配的太空桁架结构编码与靶标系统设计

太空桁架在轨装配目前主要依靠值守空间站的航天员完成,开展在轨智能装配作业是未来发展趋势.针对可拓展太空桁架的在轨智能装配问题,对前期所研制新型桁架结构进行装配信息定义,建立桁架装配体编码规则和数据结构,定量描述不同基本单元的特征差异、位姿差异与连接关系,实现杆件和多头球点两类基本单元的独立编号;基于机器人视觉装配作业要求,设计出一套用于存储和提取桁架装配信息的靶标系统,实现桁架基本单元编码与靶标ID之间的映射,将桁架组件的识别与装配信息的提取过程转化为靶标的识别与靶标映射表的检索过程.5m直立桁架仿真算例验证了所提方法的可行性和有效性.     

二维桁架结构拓扑优化的特征线提取方法及算例分析

针对二维桁架结构拓扑优化结果面向工程制造的问题,提出了一种桁架拓扑优化结果的特征线(桁架杆件轴线)提取方法。基于渐进结构优化方法(ESO)对连续体结构进行拓扑优化,获得桁架结构的拓扑结构。根据桁架拓扑优化结果提取各拓扑区域的中心点坐标,基于桁架杆件的直线特征对拓扑区域进行区域划分,而后建立各拓扑区域的特征线数学模型。结合各特征线数学模型确定桁架杆件的节点,并引入节点合并的半径区域,建立了桁架各杆件连接节点位置的二次优化数学模型。最终,根据最优的节点位置得到了面向制造的桁架拓扑优化结果-特征线。采用3个经典算例,验证了该桁架拓扑优化结果特征线提取方法的有效性,为后续桁架结构的杆件截面优化提供了基础。     

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．     

单元“生死”在模拟桁架结构失效路径中的应用

应用Ansys分析某超静定桁架结构,提取应力最大单元,并利用单元"生死"技术"杀死"该单元,得出结果与删除该单元的模型的计算结果进行对比,得出"生死"技术是在不改变模型网格划分的条件下实现模型的局部增减。根据桁架结构强度失效和疲劳失效的特点,并用实例说明,单元"生死"技术可用于疲劳失效模式失效路径的模拟而不适于强度失效模式失效路径的模拟,但单元"生死"技术用于桁架结构强度失效模式失效路径的模拟则偏安全。     

STEP-NC数控程序信息提取和数控加工数据库初步规划

应用ST-Developer软件包和Visual C＋＋开发环境以及SQL Server数据库管理系统开发了软件模块。根据STEP-NC的参考模型提取出特征、加工、工艺等信息，并存储为树形结构，清楚地展示了STEP-NC数控程序的结构层次。提出了基于STEP-NC数控加工数据库的概念，并对其进行了规划。     

基于CAE分析的机械结构优化设计

在机械结构设计过程中,减轻重量、提高可靠性、降低制造成本己经成为产品设计过程中的重要设计主题。利用CAE技术对结构进行刚度、强度和动力学特性进行分析,寻找影响结构性能的结构特征与结构参数。开展结构特征、参数对结构性能和灵敏度的影响是实现机械结构优化设计的重要手段和方法。以拱桥加固中的桁架为研究对象,利用CAE技术分析桁架在各个工况下的应力、变形及其分布规律,根据分析结果提出满足结构刚、强度要求的较优结构。     

机床轻量化结构单元特征研究与静态性能分析

研究10类典型机床结构特征,提出了机床轻量化结构单元的概念.将支承件结构内部单元分为箱体类单元、壁板类单元、加强筋类单元以及工艺类单元4大类.对各类单元进行结构特征分析,归纳出4类单元类型型谱,并分别对铸造单元和焊接单元工艺特征进行描述.以含有壁板类单元的某立式加工中心立柱为研究对象,运用有限元分析法对其不同单元的参数化模型进行静态性能分析,结果发现内部结构为井字形单元的立柱静态性能最好.单元特征研究及其对支承件静态性能分析成果为支承件轻量化设计和优化设计奠定了基础.