镁合金压铸机哥林柱螺纹副结构优化设计

以2000t镁合金压铸哥林柱螺纹副为例,对其原始设计方案受力情况进行了有限元分析,接着结合螺纹副应力分布特征以及实际使用过程中的疲劳断裂现象,基于ANSYS优化设计功能分别采用承载面倾斜和阶梯型承载螺母结构对哥林柱螺纹副完成了结构优化设计.     

大型镁合金压铸机哥林柱断裂原因分析及其结构改进

哥林柱是压铸机的关键部件,其强度条件直接影响到压铸机的正常使用和铸件的质量。针对大型镁合金压铸机哥林柱在实际使用中存在的断裂现象,基于ANSYS对哥林柱螺纹副的受力特征进行了深入研究,讨论了哥林柱失效的原因,并结合其失效原因提出了二种简单、可靠的哥林柱螺纹副结构改进方案。     

注塑机拉杆固定端三角螺纹的应力分析与优化

针对注塑机拉杆在使用过程中易在其固定端三角螺纹处早期断裂的问题，就三角螺纹的特点，采用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立拉杆固定端三角螺纹的二维几何模型、有限元模型与优化模型。在对比分析弹性材料与弹塑性材料三角螺纹受力特点的基础上，运用弹性材料的分析模型对三角螺纹参数进行优化。对比优化前后拉杆三角螺纹的弹性与弹塑性应力分析表明，拉杆三角螺纹的承载能力得到大幅提高，并可确定拉杆三角螺纹的合理牙型数。     

注塑机拉杆传动端梯形螺纹的应力分析与优化

针对注塑机拉杆在使用过程中易在其传动端梯形螺纹处早期断裂的问题,就梯形螺纹的特点,采用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立拉杆传动端梯形螺纹的二维几何模型、有限元模型与优化模型.在对比分析弹性材料与弹塑性材料梯形螺纹受力特点的基础上,运用弹性材料的分析模型对梯形螺纹参数进行优化.对比优化前后拉杆梯形螺纹的弹性与弹塑性应力分析表明,拉杆梯形螺纹的承载能力得到大幅提高,并可确定拉杆梯形螺纹在与螺母配合处之外的合理牙型数.     

基于有限元方法的传动螺纹螺牙轴向载荷分布规律分析

采用有限元方法,通过改变螺旋副的受力方式、螺母结构、螺杆螺母弹性模量比及螺纹设计参数建模不同的螺旋副,求得不同模型下螺牙轴向载荷对螺旋副总轴向载荷的百分比.在大量模型分析及对计算结果后处理工作的基础上,总结了螺母结构及螺纹设计参数对传动螺纹螺牙轴向载荷分布的影响规律,为螺旋副的结构优化和摩擦学优化设计提供依据.     

基于热-结构耦合的轧机压下螺纹副强度分析

基于Ansys有限元软件建立了轧机压下螺纹副的三维模型,计算了常温下压下螺纹副结构的承载特性,通过提取出每扣螺牙等效应力的最大值,验证了轧机压下螺纹副螺牙根部的等效应力分布呈U形的规律。利用间接耦合法分别计算了60℃、100℃温度下热-结构耦合的螺纹副承载特性,对比了不同温度下压下螺纹副螺牙根部的等效应力及螺牙面的接触压力。结果表明,接触压力及等效应力的最大值均发生在第1扣螺牙;当温度为100℃时,压下螺母等效应力的最大值接近于螺母材料的屈服极限。     

螺纹副承载的分布规律

介绍螺纹副载荷分布特点以及螺纹副承载分布的解析方法、光弹试验方法和有限元法。基于ANSYS平台建立参数化的螺纹副承载分布有限元模型,通过SOPWITH和YAMATOTO两种解析方法验证螺母轴力计算结果,将各扣螺纹牙承载比例与光弹冻结试验结果进行对比,以验证有限元模型的可靠性。接着系统考察螺纹类型、螺距P、螺纹副径向尺寸系数d/D、啮合扣数N、摩擦因数μ和螺纹副材料弹性模量比Eb/En等因素对螺纹副承载分布的影响,并对主要影响因素进行回归分析。     

旋转尾管悬挂器轴承密封圈的有限元分析及结构优化*

采用有限元分析软件ANSYS对旋转尾管悬挂器轴承的密封结构进行有限元分析,并进行参数及结构优化。应用ANSYS的PDS模块分析密封圈的几何尺寸对最大接触应力和最大等效应力的影响,得到对最大接触应力和最大等效应力影响最为灵敏的共同参数为唇夹角、密封圈宽度、密封圈长度、密封圈根部长度。应用ANSYS的优化设计模块对4个共同参数进行优化,得到优化序列。优化后密封圈与挡圈的最大接触应力增大了44%,最大等效应力降低了29.1%。     

悬置式螺母的有限元优化分析

以螺纹副作为研究对象,在建立合适的计算模型的基础上,用有限元软件计算出螺纹的应力,并用坐标轮换法对模型进行优化设计,分析结构参数对螺纹应力的影响,并在结构参数与螺纹参数之间建立经验公式.     

压电多层膜悬臂梁受力的有限元仿真

采用有限元软件ABAQUS6.14对压电多层膜悬臂梁进行了仿真模拟,在自由端受集中载荷下,预测薄膜结构对悬臂梁曲率半径和自由端及中心固定端等效应力的影响.结果 表明自由端受到的载荷越大,则各层所对应的自由端和中心固定端的等效应力越大,而中性层曲率半径则越小.薄膜厚度越厚,自由端和固定端各层的等效应力越小,而各层的中性层曲率半径越大.同时将数值解与解析解进行比较,以验证有限元模型的正确性.仿真结果与解析解吻合良好,为后续MEMS微悬臂梁器件的结构优化和加工工艺提供可靠依据.     

螺栓连接对基础非均匀沉降格构式结构的影响

为了现场安装方便,格构式结构设计中的螺孔直径大于螺杆直径,在相同载荷作用下,传统的结构分析计算得到的结构变形量小于试验测量值,另一方面,在相同沉降下,计算得到的杆件轴力大于试验测量值,甚至出现计算结果显示已经破坏的结构,现实中仍在正常运行着。产生这些偏差的主要原因是螺栓滑移。基于ANSYS 开发的滑移梁模型将实验测量得到的螺栓连接位移-载荷关系曲线引入到螺栓连接的分析模型中。利用该模型模拟了基础非均匀沉降格构式结构的受力变形特性,并与传统分析结果及试验测量结果进行对比。结果显示:考虑螺栓滑移影响的模型,模拟结果与实验测量结果非常吻合。为今后格构式结构的设计和研究提供有益参考。     

应用ANSYS进行复杂结构应力分析

采用有限元方法进行结构设计与强度分析时 ,有限元建模过程花费了分析人员的绝大部分时间与精力。模型建立的优劣主要依赖于建模人员的工程经验。本文以某复杂结构的静强度分析为例 ,采用通用有限元软件包ANSYS 5 .7进行完整建模过程的分析。同时 ,本文还讨论了 APDL语言的优点、板壳单元与体单元之间的连接方式以及螺栓的有限元模拟等问题 ,最后总结了有限元建模过程中一些常用的工程方法与工程经验     

齿轮箱螺栓结合面的有限元建模研究

在实际工程应用中,针对如何有效地利用ANSYS软件对齿轮箱螺栓结合面进行有限元建模分析的问题,通过对螺栓结合面建模的难点和关键点—螺栓预紧力的模拟、螺栓接触面的模拟以及螺栓实体有限元模拟的建模方法的研究,系统地阐述了基于ANSYS的7种类型的齿轮箱结合面螺栓有限元建模方法,利用ANSYS软件对其中4种典型的螺栓有限元建模方式进行了静力分析和模态分析,分析比较了不同建模方法在静力学和动力学方面的结果差异。研究结果表明,在仿真效率和仿真精度方面,耦合螺栓模型是一种更为合适的建模方法,但在实际应用中采用实体螺栓有限元模型模拟实际结构中的螺栓时,能够更好的反应实际工作中螺栓连接结构的应力变化,是各种建模方法中的优选方案。     

金属石墨缠绕垫片蠕变对法兰接头密封性能的影响

法兰接头在高温环境中工作时,接头各个部件的蠕变松弛会加剧,然而在法兰接头的研究中,大多没有考虑垫片的蠕变松弛。以金属石墨缠绕垫片为例,在不同温度及不同初始密封比压情况下进行蠕变松弛性能试验;将试验结果进行拟合得到垫片蠕变松弛性能计算公式,将其代入法兰接头变形协调方程中,计算得到接头蠕变2年的螺栓力随时间的变化情况。使用ANSYS软件建立法兰接头有限元模型,并计算不同部件蠕变2年所造成的螺栓力的松弛情况。理论计算结果与有限元计算结果相近,表明建立的理论模型可用于接头螺栓力松弛的评估。研究结果表明：初始密封比压相同时,温度越大则垫片的蠕变量越大,温度相同时,初始密封比压越大则垫片的蠕变量越大;垫片蠕变对法兰接头有显著影响,在一些情况下仅垫片蠕变就能使螺栓力下降40%,因此垫片蠕变对法兰接头的影响不能忽略。     

预紧载荷下螺栓结合部静特性分析

结合面的接触变形与构件变形存在耦合关系,为提高整机分析结果的准确性,提出了建立分析模型时在构件间增加虚拟材料层反映结合部非线性特性的假设。基于结合面基础特性参数获得了虚拟材料物理参数,建立了包含结合部特性的分析模型。对预紧力作用下的螺栓结合部进行了一系列不同材料、预紧力及构件厚度的静特性试验。结合分析和试验结果,将结合面变形从整体形变中分离出来,与理论计算比较,验证了本文所提出的建模理论和试验方法的准确性和有效性。     

直驱式抽油机地脚螺栓的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对直驱式抽油机8型机地脚螺栓进行分析研究,建立了直驱式抽油机的有限元简化模型,同时对抽油机地脚螺栓进行了理论计算,仿真数据与理论值对比基本吻合,证明了模型简化的合理性以及有限元分析的准确性。针对不同工况栽荷下抽油机地脚螺栓的受力进行了分析计算,得到不同工况载荷下地脚螺栓的应力分布云图,对工作载荷下基础不同倾斜角度时的地脚螺栓受力进行了有限元分析,得到了基础倾斜角度对地脚螺栓的应力影响规律,同时对螺栓进行疲劳分析,得到螺栓整体疲劳寿命和疲劳安全系数,通过分析可以有效的预测地脚螺栓的断裂,为该系列抽油机安全性能分析提供有力的依据,提高了该产品在市场的竞争力。     

基于ANSYS的机翼接头强度分析及优化设计

利用ANSYS软件对机翼接头进行强度分析,并对螺栓孔的应力集中问题进行研究.通过在不同工况下对接头的有限元分析,得出了接头的应力分布规律,然后根据分布规律改进了接头模型,有 效地降低了螺栓孔的应力集中,为结构优化设计提供了一种辅助设计方法.     

开口双直孔力敏元件结构参数的优化设计

建立了某型号开口双直孔力敏元件的有限元分析模型及优化数学模型，以其主要结构参数为设计变量，利用ANSYS软件的技术对其进行了优化设计并得到了最佳的优化结果，为新型力敏元件的研究开发提供了新思路。     

机床结合面动态特性研究

以机床结构为例，提出机械结合面动态特性计算机模拟分析方法，计算了平面结合、圆柱结合及螺栓结合在不同结合条件下的动态特性参数，并应用于单柱立车的动态分析和结构改进，取得明显效果。     

十辐Y字型轮毂铝合金车轮设计及有限元分析

设计了一种十辐Y字型轮毂车轮并运用SolidWorks建立三维模型,分析并计算车轮的受力情况作为边界条件,将模型简化后导入ANSYS Workbench,利用CAE分析技术对轮毂的整体结构、强度等方面进行了研究。经过载荷计算和有限元分析发现轮辐根部的连接处是最容易出现疲劳的部位,其次是螺栓孔和中心孔由于在转动过程中经常受预紧力和弯矩也很容易出现疲劳。在改进轮毂结构时,可以在螺栓孔之间安置径向加强筋或者增加轮辐的厚度来提高轮毂的疲劳寿命,经分析验证了该设计方案的可行性。为后续的进一步优化改进及模态分析、疲劳分析提供参考。