基于APDL的堆取料机桥梁参数化有限元分析

应用APDL对堆取料机桥梁进行参数化建模求解,极大地提高了分析效率,避免了桥梁复杂的再建模再加载过程,减少了设计周期。     

长定子直线电机负载下的ANSYS仿真计算

某电站混凝土坝段的建设,考虑大体积混凝土温控的要求及建设工期的节点目标,现模拟采用长定子直线电机作为混凝土的运输工具。本文利用有限元分析软件ANSYS建立了混凝土传送装置长定子直线同步电机的分析模型;通过对电磁场力的计算,分析了电机在装载混凝土情况下电磁牵引力随电枢电流及励磁电流的变化规律,从而使混凝土的运输时间得到有效的保证。     

V型贴片式直线超声电机的结构优化设计

设计了一种一端铰支的V型直线超声电机,旨在找到一种输出效率更高、更利于小型化的定子结构。利用有限元软件分析了定子不同结构参数对模态一致性和驱动足处振幅的影响规律;基于结构参数的灵敏度的分析,对定子结构进行了优化设计。制作了45°、60°和90°三种不同角度的定子,并开展了电机机械特性的实验研究;实验结果表明,相对原有的U型电机,V型电机的模态一致性更好,输出速度和输出力有很大提高。在夹角为90°、激励电压为300Vpp、预压力为40 N时,电机空载速度提升了66.8%,负载能力提升了55%,最大空载速度达到784 mm/s,最大输出力达到14 N,推重比达70。研究表明:夹持元件与定子一体化设计和一端铰支的夹持方式简化了电机的结构,有利于直线超声电机的小型化;V型定子夹角为90°时,综合输出性能及稳定性更好。     

单边直线感应电机等效电路参数研究

单边直线感应电机（SLIM）相对于旋转感应电机（RIM）存在气隙大、边缘效应等,若采用RIM开路和短路试验方法,会给参数测量带来较大误差。文章提出的一种适合SLIM参数测定的新型方案,只需测量电机输入端的总功率、相电压、相电流和频率4个量,即可计算出初级电阻、初级漏感、次级电阻、次级漏感、气隙电感和铁损电阻。电机的特性分析表明,该方法真实有效,具有一定的参考价值。     

基于APDL的微梳齿谐振器动态空气阻尼分析

为分析微梳齿谐振器在空气阻尼下高频振动的动态特性,采用ANSYS参数化设计语言APDL进行编程分析,程序中将微谐振器模型简化成有面积的质量点,对质量点添加条件和约束建立分析模型,用FLUID139单元设置空气层模型,用TRANS126单元设置叉指换能模块,通过此程序求解的真空条件下的共振频率与理论分析结果基本吻合。与现有方法相比,该方法快速、实用、具有更好的适应性。     

遗传算法在圆筒型直线电机优化设计中的应用

本文首先介绍了遗传算法（GAs）的基本原理,提出了改进措施,增强了遗传优化算法的全局寻优能力。然后结合直线感应电机的设计特点,利用改进的遗传优化算法对圆筒型直线电机进行了优化设计,取得了较为满意的结果。     

直线电机驱动的微小型活塞压缩机特性分析

讨论了微小型化的直线电机驱动的活塞压缩机特性.运用电磁场有限元方法对直线电动机电磁场模型进行求解,分析了电动机内部的磁场和磁力线分布情况;建立了电动机动子动力学模型和驱动电路模型,得到系统的运行方程组并对其求解,根据计算结果对压缩机的驱动力、活塞行程、绕组电流和频率特性等进行了分析,同时就余隙容积和泄漏对这种微小型活塞压缩机的影响进行了探讨.结果表明直线电机驱动的微小型活塞压缩机在理论上是可行的,有进一步研究、优化的必要.     

双足驱动双压电晶片直线超声波电机运行机理研究

研究新型直线超声波电机运行机理,采用双压电晶片及双足驱动结构,具有结构简单、无需频率简并、易于小型化等优点。详述其结构、振形特点及工作机理。建立电机定子振动响应有限元模型,给出输入阻抗计算方法。用已建模型计算获得定子驱动足接触点在谐振频率点附近振幅,推导驱动足接触点运动轨迹。通过实测定子阻抗特性将所得结果与理论分析进行比较。     

带式输送机用直线电机静动态特性试验与分析

多机驱动在输送装备实现高速、长距离、大运量等方面起着至关重要的作用。直线电机因其具有不存在摩擦、无旋转传动部件、能够沿输送机长度方向任意布置和降低输送带张力等特点而成为特殊高性能带式输送机较理想的中间驱动方式。通过分析直线电机的工作原理,对直线电机与旋转电机的优缺点进行了比较;针对带式输送机用直线电机,对比确定了其次级型式,并进行了次级输送带结构设计;基于封闭式散料储运物料试验系统建立了静动态特性试验台,并运用欧拉公式及逐点张力法求得直线电机推力(输送带张力差),进而分别对电压、气隙与推力之间的比例关系进行了试验验证,并间接进行了动态试验(机械特性试验),得到了推力关于输送带速度的数学表达式;基于Belt Analyst带式输送机计算分析软件,对输送带稳定运行及启动过程的张力进行了仿真分析,并与试验张力进行了对比分析。试验结果表明:推力分别与电压平方、气隙倒数的平方成正比;电压、气隙与推力之间的理论曲线与试验值相符;直线电机的推力与输入功率的比值较大,并随着气隙的减小,比值越来越大;与旋转电机相比,此直线电机无临界转速,并显示出很软的机械特性;稳定运行时张力的仿真值与试验值基本吻合,其相对误差均小于2%,但启动过程中张力试验值与仿真值误差较大,间接表明保证启动过程气隙均匀的重要性。研究结果可适用于多机配合驱动超长距离带式输送机的改进与实际应用中。     

基于APDL的柔性结构动态特性智能设计研究

动态特性设计对提高恶劣环境下柔性结构的工作可靠性具有重要意义。本文对柔性结构的参数化有限元模型建立、动力学特性灵敏度分析及智能设计等问题进行了研究。利用ANSYS的内嵌式编程语言APDL和B-P神经网络模型对柔性结构的动态特性进行了设计。     

Optimization of a piezoelectric linear motor in terms of the contact parameters

The contact kinetics of piezoelectric linear motors determines the operational characteristics like speed and torque or transmitted mechanical power and efficiency. Piezoelectric linear motors are driven by tangential stress in the interface between tip of shaking beam and slider. A good contact between the tip and slider is necessary for a reliable analysis of the motor, which is needed for the optimization of its performance. The piezoelectric linear motor was fabricated and the characteristics of the motor were investigated by external conditions such as tip shape with different curvatures and contact force between the tip and the slider. It was found in this investigation that the optimal curvature of the tip and the contact force are curvature of 1 and 10, respectively, for the high actuating speed, and curvature of 1 and 40 N, respectively, for the high actuating force. Finally, tip shape has an influence on the characteristics of linear motor.     

Theoretical modeling and experimental tests of an electromagnetic fluid transportation system driven by a linear induction motor

We report on a theoretical and experimental study of the use of a traveling magnetic field generated by a linear induction motor to propel a conducting fluid in a closed channel. We initially developed an analytical model to predict the distribution of density currents, forces, and fluid speed. To verify the validity of our assumptions for the analytical model, we developed a finite-element model and compared its results to those ones obtained from the analytical model. We built a prototype of the fluid transportation system, using mercury as the conducting fluid. Here, we present the prototype's experimental characteristics with various alternating current values and compare them with the analytical model's results.     

基于ANSYS的自行车车架拓扑优化设计

 为了寻求自行车车架的最佳结构形状,对其进行拓扑优化设计.首先介绍拓扑优化的研究现状和数学模型,接着应用有限元分析软件ANSYS 110对自行车车架进行拓扑优化设计,得出自行车车架的最佳结构形状为2个三角形,并对目前的自行车车架提出了改进措施.     

基于APDL的托盘支腿结构承载能力的非线性屈曲分析

目的探究新型重载纤维模塑托盘支腿结构的承载能力及非线性屈曲变化规律。方法依据制备的纤维模塑材料参数为基础,通过编写Ansys APDL程序,对设计的重载纤维模塑托盘支腿结构进行压缩载荷下的非线性屈曲模拟。结果 Anays模拟与实验得到的极限载荷值误差均在5.2%以内,具有很好的模拟精度。重载纤维模塑托盘支腿在压屈变形过程中,最大应力-应变变化表现为4个阶段,即弹性阶段、强化阶段、屈曲变形阶段和应力失效阶段。不同尺径支腿的屈曲变形阶段应力均维持在12.69 MPa左右,低于材料极限强度。增大壁厚或拔模角度,能增强支腿后屈曲变形阶段的承载能力;增大壁厚或减小拔模角度,能增大支腿的极限载荷。拔模角度为1.5°~2.0°,倒圆角半径为9~15 mm时,有利于支腿模塑工艺的实现及优良承载性能的获得。结论极限载荷与支腿壁厚和拔模角度具有很好的线性拟合优度,可通过壁厚或拔模角度预测支腿结构的极限承载。     

基于QFD理论的工业设计专业课程体系优化设计

为了有效减少高校培养出来的工业设计人才与社会实际需求之间的错配现象,利用KJ法将能力需求类聚为9类,课程类聚为6个模块,采用层次分析法(AHP)求取各能力需求项的重要度,将其与调研得到的能力需求满意度一起作为基础信息输入质量屋.在进行课程模块的质量设计时,以质量屋的信息为基础,根据本校的经验和竞争对手的信息确定能力需求的目标满意度,以此建立目标规划模型求出各课程模块的目标值,进而得到工业设计专业的课程体系.由此,从根本上保证工业设计专业人才满足社会需求．     

三相异步电动机驱动振动系统的Sommerfeld效应分析

提供有限动力的原动机称为非理想原动机。在工程中,几乎所有提供动力的原动机均为非理想原动机。由非理想原动机带动的振动系统称为非理想振动系统。在非理想振动系统中,原动机与振动系统的运动状态是相互作用、相互影响的。Sommerfeld效应是由于非理想原动机在振动系统共振区附近无法提供足够动力而产出的一种非线性跳跃现象。该试验研究了由一种典型原动机——三相异步电动机驱动振动系统的Sommerfeld效应。将三相异步电动机的动力学模型引入到振动系统中,建立了非理想振动系统的动力学模型。采用解析方法,建立了电机供电频率与转速之间的解析表达式,并应用摄动法进行了稳定性分析。基于MATLAB/Simulink进行了仿真验证,说明了所采用解析方法的正确性。分析了偏心质量与电机功率对非理想振动系统的影响规律。通过研究发现,对于非理想振动系统的研究必须充分考虑原动机与振动系统的相互作用,忽略二者之间的相互作用是不合适的。     

基于组合目标函数的磁流变减振器优化设计

以线圈消耗功率和活塞体积为目标函数,以可调阻尼力和时间响应常数为约束条件,以几何及线圈参数为设计变量,研究使目标函数最小化的磁流变减振器结构优化设计方法.推导了流动模式磁流变减振器的阻尼力计算公式,建立了磁流变减振器时间响应常数和线圈功率表达式.以有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)为优化工具,对磁流变减振器进行了结构优化设计.优化结果表明:优化后磁流变减振器体积明显降低,线圈功率减小,时间常数缩短,达到了优化目的.     

Optimization of parameters of the linear TOF-SIMS spectrometer by DOE method

Time of flight SIMS spectrometers are widely used in many industrial and scientific applications. Mass spectra of secondary ions ejected from a bombarded surface supply valuable data on its composition and give insights into physical and chemical processes at the surface. The data quality depends on several parameters, which control the spectrometer functioning. This contribution presents our work on an application of a so-called Design of Experiments (DOE) procedure to optimize working parameters of a home-assembled linear TOF-SIMS spectrometer. The efficiency of optimization procedures was tested for mass spectra of positive ions sputtered from Al surface under keV Ar ion bombardment. In particular, we show that use of the method leads to a large increase both of the mass resolution and of the signal/noise ratio (S/N), i.e. improves two quantities, which play a crucial role in mass spectrometry measurements. In addition, it is shown that DOE' method allows to reduce significantly the number of test measurements, and therefore to shorten the adjusting procedure to a minimum.     

A two-step method for analysis of linear systems with uncertain parameters driven by Gaussian noise

A two-step method is proposed to find state properties for linear dynamic systems driven by Gaussian noise with uncertain parameters modeled as a random vector with known probability distribution. First, equations of linear random vibration are used to find the probability law of the state of a system with uncertain parameters conditional on this vector. Second, stochastic reduced order models (SROMs) are employed to calculate properties of the unconditional system state. Bayesian methods are applied to extend the proposed approach to the case when the probability law of the random vector is not available. Various examples are provided to demonstrate the usefulness of the method, including the random vibration response of a spacecraft with uncertain damping model.     

基于刚柔-机电耦合的机床直线电机进给系统动态性能仿真研究

以某新型直线电机驱动的车铣复合机床Z轴进给模块为研究对象,在多刚体动力学仿真模型的基础上,考虑导板柔性和结合面参数,构建了Z轴模块刚柔耦合模型,采用快速正弦扫描实验对仿真模型进行了实验验证。进一步,将直线电机伺服控制系统考虑进来,提出了一种综合考虑刚柔—机电耦合作用的数控机床进给系统动态性能研究方法,并对其进行仿真分析。仿真结果表明,机床机械结构和伺服控制系统共同对机床进给系统的动态性能产生了重要的影响。