油液作用下某燃油箱的半载状态阻尼振动分析

为探讨燃油箱振动耐久性试验中半箱油对燃油箱结构的影响,利用有限元软件分别对某燃油箱在空箱状态进行模态分析和在半载状态下(即燃油箱额定容量的1/2的油)利用流固耦合的方法进行阻尼振动分析。分析得到了这两种状态下燃油箱的固有频率及对应振型,并对该燃油箱进行扫频试验验证。结果表明,在空箱状态下,最大位移出现在隔板上,在半载状态下,最大位移出现在下箱体上,并且燃油箱的前四阶固有频率均有不同幅度的下降,下降幅度最大达到56.8%。可见由于半箱油对该燃油箱的作用使该燃油箱的固有振型发生改变并且使其固有频率大幅降低,而且随着固有频率阶数的上升,下降幅度也在减小,其中第一阶固有频率受影响最大。此外这种分析方法可以对燃油箱在装载油液后,在振动耐久性试验中是否会产生共振,起到预测和防范作用,并对燃油箱的改进起到一定的指导作用。     

基于ABAQUS的汽车燃油箱的结构强度分析

汽车燃油箱是燃油供给系统的核心部件,其设计研发主要依靠工程师的经验来完成,产品更新速度慢,成本高。结合现代化设计方法利用三维软件UG设计出汽车燃油箱的三维结构模型,然后利用有限元方法对汽车燃油箱结构进行应力应变分析,求出燃油箱的最大应力值σmax为139 MPa,最大应变值εmax为7.4 mm,为汽车燃油箱的设计修改及整形模具设计提供理论参考依据.大大降低了设计成本,缩短了研发周期。     

基于流固耦合的挖掘机燃油箱振动疲劳分析

液压挖掘机破碎工况下,在作业载荷和动力系统的随机振动激励、油箱与油液的流固耦合作用下,会产生疲劳开裂,造成车辆使用寿命缩短.针对该问题,基于流固耦合的虚拟质量法建立油箱有限元模型,分析不同液位对油箱内板的模态振动频率影响.基于客户工况PSD载荷谱对带液油箱进行随机振动疲劳分析,得出燃油箱焊缝随机振动疲劳的损伤值,根据计...     

基于流固耦合燃油箱动态特性分析

基于压力-位移传递方式建立流固耦合系统方程.针对燃油箱的动态特性问题,利用有限元计算软件ANSYS,采用非对称法提取不同油位燃油箱模态频率和振型,发现随着注油量的增大,燃油箱的振动频率下降.为了验证计算结果的可靠性,采用脉冲激振测试法进行模态试验,在Test Lab软件环境下识别各阶模态参数.对试验模态和有限元计算模态的相关性采用模态置信准则进行评估,判别试验测试遗漏的模态以及试验模态和计算模态的对应关系.对比试验数据和有限元计算数据,误差较小,结果可以作为燃油箱动态特性分析的依据.     

基于HyperWorks的汽车燃油箱的动态特性分析

采用现代化设计手段,利用有限元方法,针对某型汽车燃油箱进行模态分析,得到其前四阶固有频率和振型,将模态分析结果与汽车燃油箱台架振动试验中出现的问题进行对比,找出燃油箱的薄弱环节,为汽车燃油箱的设计修改提供理论参考依据。     

基于流固耦合的长行程液压油缸强度仿真分析

以某型长行程液压油缸作为研究对象,应用流固耦合(FSI)的方法,对缸筒和活塞杆进行强度、刚度计算.在液压油缸设计工况下,首先通过采用有限体积法计算缸筒内部液压油的流场,获得液压油对缸筒筒壁的作用力;再通过有限元法,以缸筒内部流场的计算结果作为边界条件,同时添加工作阻力,对整个液压油缸进行了强度及刚度校核.通过获得缸筒和...     

LNG深冷调节阀结构强度及阀杆振动分析

以LNG接收站某工位深冷调节阀的模型为研究对象,针对LNG接收站深冷调节阀承压元件安全性和细长阀杆易发生振动的问题,采用ANSYS Workbench有限元分析软件,对阀体、上阀盖进行强度试验工况下的结构分析,得到各部件的等效应力,并进行应力强度评定。对阀门正常开度工况下的内部流场进行瞬态流场分析,分析流体动态特性对于阀杆的扰动情况。另外采用流固耦合模态分析,得到阀塞和阀杆部件的流固耦合的前六阶模态振型和频率,以此判断调节阀阀杆是否易发生振动。结果表明,该LNG深冷调节阀在正常工作时,各阶流固耦合模态频率均大于120Hz,且阀杆周围流体基本处于静止状态,阀杆不易发生振动现象。     

基于流固耦合的过滤器罐体强度分析

为保证空气过滤器罐体在高压工况下工作的可靠性,基于ANSYS Workbench有限元分析软件进行单向流固耦合分析,计算出其在峰值压力下的应力与形变量。仿真结果表明,在35 MPa瞬时工作压力下,罐体入口连接处产生最大的应力值为199.05 MPa,小于材料的屈服强度,满足设计要求;罐体上部盖板处最大变形量不超过0.5 mm,满足O型密封圈使用要求。以上方法缩短了过滤器罐体设计周期,并且提供了有效的验证方法,为相关产品的设计提供了参考。     

基于流固耦合的高精度声速剖面仪支撑结构的结构强度及应力分析

高精度声速剖面仪是标定声速仪的标准,它需要有良好的机械结构,其支架结构为核心部件,要保证在海水搅拌及环境条件变化工况下变形很小。为了准确得到其工况下的变形以保证仪器测量精度,采用流固耦合计算方法,应用ANSYS Workbench仿真软件通过两个耦合完成对仪器支架结构在工作状态下的数值模拟分析。分析结构表明:样机支架在海水搅拌作用力下最大位移发生在支架中部,最大应力发生在支架横梁与圆周连接处,其应力和应变大小满足设计要求,为精度保障提供了依据。     

基于热-结构耦合的热水循环泵结构强度研究

热水循环泵广泛应用于各种增压设备,其结构是否安全可靠关系到整个机组能否正常运行。采用热-结构耦合分析方法检验热水循环泵结构的可靠性。以该泵外特性试验为基础,分别计算不同介质温度情况下流体域压力和温度,结构的温度、等效应力和总变形,并比较不同介质温度对各个量之间的影响。根据第四强度理论对泵壳结构强度校核分析。结果表明,介质温度变化对温度载荷引起的应力及变形影响大于压力载荷所引起的,在介质温度高于常温的结构分析过程中不可以忽略温度影响;随着介质温度的升高,泵结构的温度值随之增加,支架的温度高于泵体的,且温度梯度不大;泵体应力集中位于隔舌处,因此在泵体结构设计中隔舌的设计尤为关键。结构强度校核分析得到介质温度为25℃和40℃时,泵壳结构强度满足要求。     

基于有限元法的多级离心泵结构强度及流固耦合分析

为了判断多级离心泵结构设计的合理性,利用三维软件对多级离心泵的泵轴、叶轮和平衡盘等零件进行几何造型,基于静应力分析对泵轴和平衡盘在工作状态下的强度和刚度进行了校核,同时基于流固耦合理论对叶轮的强度和刚度进行了有限元分析,可以为多级离心泵结构强度分析与设计提供参考     

压气机叶片流固耦合的强度和振动研究

为了研究流固耦合场对叶片强度与振动参数的影响,采用流体动力学和有限元方法,对压气机叶片进行了单向流固耦合分析。通过软件之间的接口,实现压力场数据的传递,并对加载气动力后的计算模型进行强度分析和模态分析,得到压气机大小叶片的应力应变云图以及固有频率和相应的模态振型,计算比较了离心力、气动力对应力和固有频率的影响。计算结果表明,流固耦合对叶片的结构强度和模态振型影响较小。通过频率分析,找出了叶片的共振频率,从而为叶片的优化提供依据。     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

汽车变速器箱体结构强度分析与优化设计

为了实现变速器箱体轻量化,对通过模态试验验证的某轻型货车变速器箱体模型进行了有限元分析,包括静力学和动力学结构强度分析。基于分析结果对箱体进行了拓扑优化设计。优化结果表明,在保证箱体刚度不变、强度变化小于5%、振动性能基本一致(第一阶自由模态减小了2.8%)的前提下,对变速器箱体的厚度、加强筋及局部进行优化,改进后箱体质量由30kg减为27.6kg,减轻了8%,达到轻量化目标。     

基于Workbench的重型货车驾驶室强度分析

货车驾驶室的强度与模态特性对货车乘员的安全以及乘坐舒适至关重要。为了更好地对货车驾驶室的强度进行分析,对其优化提出建议,本文建立了某重型货车驾驶室的有限元模型,对弯曲、扭转工况进行静强度分析,并对其进行自由模态分析,在保证力学特性的同时,对驾驶室应力集中和变形较大的部分提出了改进意见。     

汽车副车架强度模态分析及结构优化

以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能会产生共振现象。针对该问题,采用变密度拓扑优化方法,建立以平均频率法定义的目标函数,以体积分数和应力为约束的拓扑优化。优化结果表明,副车架的模态计算值与试验值误差非常小,其一阶模态频率提高17.3Hz,并且给出副车架材料最优分配图,优化后一阶模态频率可避开发动机激励频率频带,验证副车架结构有效性。     

基于流固耦合的双面动臂塔吊强度分析

塔吊在运行过程中往往伴随风载作用,尤其在风力较大的情况下塔吊易发生失稳。为验证双面动臂塔吊在强风工况下的安全性,基于流固耦合方法对双面动臂塔吊进行强度分析。首先基于有限元法对双面动臂塔吊结构的三维模型进行网格划分,获得流域计算模型和结构有限元模型;然后根据工作环境得到流体计算工况,利用CFD软件对流域模型进行仿真计算,获得风载数据;最后利用流固耦合平台将风载数据以插值的方法传递到塔吊结构模型进行流固耦合计算,获得计算工况下塔吊的应力和位移数据。仿真结果表明：在六级风作用下塔吊最大应力小于许用应力,最大位移满足要求,能够安全工作。     

基于流固耦合的轴流泵叶轮结构分析

为了准确计算轴流泵叶轮的应力分布状况,采用了FLUENT软件与ANSYS软件协同仿真的方法。基于FLU-ENT,N-S控制方程与标准k-ε湍流模型对轴流泵全流道进行了三维流动计算,通过Workbench流固耦合技术传输数据,应用ANSYS对轴流泵叶轮进行了结构计算。通过数值分析,确定了叶片应力集中区域,得出了叶片应力从叶顶到叶根逐渐增大的分布规律。计算结果为轴流泵叶轮的优化设计提供了有利的依据。