高压容器筒体与封头连接处有限元分析及优化

为了求解高压容器筒体与封头连接处的应力,利用有限元ANSYS建立了有限元模型,通过模型的加载求解,得到该结构的应力分布图,结果显示连接处存在明显的应力集中现象。连接处的应力大小与其尺寸有一定关系,建立了优化数学模型,利用ANSYS的优化模块OPT进行了优化设计,得到了使应力集中系数最小的最优结构尺寸,按分析设计标准进行强度分析,结果表明结构满足强度要求。     

甲板起重机底座开孔分析和轻量化研究

甲板起重机底座上都开有人孔,其尺寸较大,对底座结构强度有很大影响,因此对开孔部位进行应力分析、强度校核并进行优化具有重要意义。根据实际尺寸和设计要求,建立了带有人孔的新型甲板起重机底座有限元模型,分析了底座开孔周围区域的应力分布情况,结果表明底座在相应载荷作用下满足强度要求。通过改变人孔的位置,得到了底座应力变化规律,提供了底座人孔位置的设计原则。在此基础上,把钢板厚度和人孔圆角半径作为设计变量,对底座作轻量化研究,使得材料的性能得到充分利用。     

TRT蜗壳稳态运行特性的数值模拟

通过有限元的方法,对大型TRT蜗壳式焊接机壳在热稳态运行条件下的温度场、应力场以及变形场的分布情况进行了数值模拟。计算结果表明,整个TRT蜗壳在热稳态运行条件下,机壳由于温度载荷的作用产生了热膨胀,机壳上的等效应力值均不大,大部分区域应力在100 MPa以下,在上机壳筋板附近,等效应力值比较集中,筋板上的等效应力值在70 MPa左右,最大值为117 MPa,出现在筋板的局部尖角处。整个机壳最大等效应力为168 MPa,远小于其屈服强度,因此满足强度要求。整体机壳的轴向收缩量较大,机壳在排气室与端板处收缩1.711 mm,变形并不大。因此,在稳态运行过程中,蜗壳的刚度足够。     

某乘用车后排座椅静强度及碰撞仿真分析

基于Hypermesh软件建立某乘用车后排座椅靠背骨架有限元模型,计算其自由模态,并通过与模态试验结果对比,确认焊缝的材料属性,多次修正焊缝的尺寸以及位置,修正有限元模型,使得有限元模型精度满足要求。根据GB15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》中的规定,结合企业标准,应用Hypermesh软件进行静强度仿真分析,分析结果表明最大应力处属局部应力集中,骨架的应力满足强度极限要求。利用Hypermesh软件和LS-DYNA软件进行行李箱碰撞联合仿真分析,分析结果表明骨架的冲击强度满足国标要求。     

地铁列车直流变流器强度分析

地铁列车下吊设备关乎列车的正常运行与舒适性要求,因此对其强度有严格的要求。首先利用Hyper Mesh软件建立了机箱的有限元模型,计算了总体应力分布以评定其结构静强度。然后利用Goodman疲劳曲线图对机箱疲劳强度进行了分析和计算。结果表明,在三向冲击载荷及动载荷下,机箱结构的静强度及疲劳强度满足设计要求,达到了验证其结构安全性的目的。     

飞机牵引车车架的改进设计与有限元分析

以飞机牵引车车架为研究对象,对其进行改进设计,对车架承受的外力及载荷进行分析计算,并利用三维建模技术建立了飞机牵引车车架三维模型,对其进行有限元静态强度分析,得出车架的应力分布和最小安全系数,分析计算结果表明,改进设计满足设计要求。     

轴流压缩机机壳稳态运行特性的数值模拟

通过有限元软件,对轴流压缩机机壳的静力及热稳态运行时的温度场、应力场和变形场进行了有限元分析。静力分析结果显示,机壳在静载作用下的变形及应力均不大,满足设计要求。热应力分析表明：机壳大部分区域等效应力较低,中腔到排气腔的过渡处及排气腔法兰处应力较高,最大应力值为922MPa,超过了材料的屈服强度;机壳在热膨胀的作用下,排气腔直径扩张19mm左右,并且,机壳有较大的轴向伸长,应加强机壳相应部位的强度及刚度,保证机壳安全可靠地运行。分析结果为轴流压缩机机壳的优化提供了参考。     

RV减速器中摆线轮强度的有限元分析

摆线轮作为RV减速器的关键零部件,其性能好坏直接影响RV减速器的整体工作状态。对摆线轮进行了理论分析,计算其工作时的受力情况,并建立模型进行有限元分析和强度校核,得出工作时的齿廓应力分布状态。结果显示,摆线轮工作时所受最大应力小于许用应力,其强度满足工作要求。     

海洋钻修井机绞车滚筒有限元分析及优化设计

针对海洋钻修井机绞车轻量化的要求,利用Ansys软件对某海洋钻修井机滚筒体和滚筒轴进行了有限元分析,得到了最大位移及应力分布。结果表明,最大钩载工况下其强度和刚度满足要求。通过Ansys软件对滚筒结构尺寸进行优化,得到符合绞车工作要求的最优的滚筒尺寸,结果表明优化的结构也满足强度及刚度要求。文中提出的滚筒结构优化方案可用于指导生产实际。     

大型轴流压缩机焊接机壳结构设计及优化

针对某型号大型轴流压缩机,基于CAD/CAE现代设计方法,利用Pro/E三维设计软件,在满足互换性的要求下,设计了可以代替铸造机壳的焊接机壳。采用ANSYS Workbench软件对下机壳结构进行静力分析,确定下机壳应力分布和位移;利用DOE优化技术,分析了下机壳外壳板及进、排气筒板厚与机壳变形和质量间的关系。在此基础上,在保证下机壳变形量不增加的情况下,对板厚进行优化,达到机壳减重、节约材料的目的。     

汽车尿素箱支架结构轻量化设计

为了使尿素箱支架结构在满足性能要求的情况下实现轻量化,利用有限元分析方法对尿素箱支架进行了强度分析,获得了支架的应力分布,并在此基础上对其进行了结构优化设计及强度确认计算。实验及计算结果表明:在满足强度要求的情况下,该部件实现减重3.36 kg(占比35.6%),较好地实现了部件轻量化目标。     

基于响应面法的动力电池包箱体轻量化优化设计

为了满足电动汽车电池包箱体高强度、轻量化的设计要求,提出了一种基于数值优化与有限元仿真相结合的动力电池包箱体轻量化设计方法.以电池包箱体各部件的厚度为设计变量,箱体质量最小化为优化目标,三种典型路面工况下箱体的最大等效应力、最大变形量和箱体结构的第2阶约束模态频率为约束条件,建立了箱体轻量化优化数学模型.利用Box-B...     

基于ANSYS的电气柜体强度与模态分析

采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某机车电气柜体及其过渡梁的有限元模型,根据有限元法对其进行了静强度分析,得到了整体结构的变形及应力分布.然后采用Block Lanczos法对该电气柜体及其过渡梁进行了模态分析,得到了其低阶固有频率及其相应的振型和振型动画,找出了结构振动薄弱部位,并对其进行了优化.这为结构优化设计以及深入的动力学分析和疲劳分析提供了依据.     

基于ANSYS车辆铲斗举升机构结构优化分析

铲斗举升机构是保证货物装卸顺利进行的最重要单元,受力情况复杂.针对车辆的铲斗举升机构进行优化设计,根据机构的结构特点进行力学假设,对模型进行简化,获取受力情况特点,在此基础上对系统各主要单元的受力进行分析;基于有限单元法对系统各部分进行建模,以受力分析结果作为加载条件,分析三种典型工况下各部分的应力分布,获取应力最大点...     

基于ANSYS Workbench的自走式山地微型水稻联合收割机结构的有限元分析

基于Solidworks软件平台建立自走式山地微型水稻联合收割机机架结构的几何模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对机架结构进行有限元分析,得出机架结构在承受负载作用时的整体位移和应力分布状态,获取机架应力出现最大值的位置,并用强度校核理论对机架结构的应力分析结果进行了校核,结果表明机架结构的设计符合强度要求。机架某些部位的强度富裕,尚有优化空间。有限元分析结果可为今后机架结构或材料的改进提供参考理论依据。     

楔环连接结构参数化有限元优化设计

利用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发,建立楔环连接结构的参数化有限元模型。为提高该连接结构的强度,文中以楔环尺寸及环腔倒角为设计变量,以结构最大应力比为目标函数,建立优化数学模型,采用梯度法进行求解,优化后的结果表明,拉伸载荷下结构的最大等效应力降低26．4％,安全系数由1．08提高到1．46,且结构的刚度得以增强。文中的实践说明,采用非线性有限元法和优化方法对连接结构进行优化能够取得满意的效果。     

楔环连接结构两种有限元优化设计方案研究

利用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发,建立楔环连接结构的参数化有限元模型。为了对该结构进行优化设计,以楔环径向和轴向尺寸为设计变量,以结构最大应力比为目标函数设计结构的增强优化方案,以结构的各件应力比差的平方和为目标函数设计结构的等强设计方案。采用基于共轭梯度法的一阶优化方法求解,增强优化的结果表明,拉伸载荷下结构的最大等效应力降低21.1%,安全系数由1.08提高到1.37,可达到增强设计目的;等强优化的结果表明,优化后结构各件应力比接近,应力比差的平方和从0.600降为0.067,可以达到等强设计目的。实践说明采用非线性有限元法和一阶优化法对连接结构进行优化能够取得预想的效果。     

基于低幅载荷累积强化效果的传动轴轻量化设计

汽车传动轴结构的常规设计有较大的结构强度过剩,根据传动轴在车辆运行过程中的受载特点和结构强度的演变规律,通过适当减小结构尺寸,合理提高使用应力,使其具有较低的初始设计强度,在使用过程中经受载荷的不断强化,强度潜力得到充分发挥。在结构优化过程中,以最佳累积强化效果为目标,根据设计应力分布区间与结构低载强化特性区间的对应关系来获取结构尺寸参数。最后通过传动轴零件的建模与仿真分析,验证了结构轻量化设计的有效性。     

基于ANSYS吊车支撑梁的分析设计及优化研究

本文根据某企业厂房的需求,按照常规设计方法完成了5 t吊车支撑梁的结构设计;采用ANSYS中APDL方式,建立了支撑梁结构的有限元分析模型,探讨了不同约束方式对支撑梁分析结果的影响,然后提出了以用材最省为优化目标的结构形状优化模型,采用子问题优化方法完成了优化迭代,得到的结果显示优化结果不仅能够满足其强度和刚度要求,而且使其用材达到最省,本文所开展的研究对同类产品的结构设计具有指导意义。     

半承载式客车骨架有限元建模与轻量化研究

采用薄板单元和梁单元相结合的方法,建立了某半承载式客车骨架的有限元模型,并通过试验对模型进行了验证。首先,对原车模型进行了强度分析,获得整车应力分布信息,结果表明大部分构件有足够裕量储备,可以通过改变结构、构件截面参数等方法来进行优化减重。其次,通过构件对整车重量的灵敏度分析,获知对整车重量影响较大的构件,提出了轻量化优化方案,该方案减重达7.35%,效果明显。最后,通过对优化前后整车强度、刚度、模态特性等的比对,验证了优化方案的可行性。