建立有限元模型的一般方法

本文对如何从实际工程结构简化为有限元模型的问题进行了论述。提出一般原则以及建立有限元模型的几个策略与方法。     

铰接式自卸车车架力学建模及有限元强度分析

铰接式车架作为铰接式自卸车的主要承载部件,其设计的优劣直接影响到整车的性能。以60 t交流电传动铰接式自卸车车架为研究对象,通过建立整车及车架的力学模型和有限元分析模型,分别对铰接式车架的力学特性和典型工况下的结构强度进行计算分析,验证铰接式车架设计的合理性,为铰接式自卸车车架的设计与改进提供理论参考和技术支持。     

多相材料的细观力学有限元模拟研究进展

多相材料的广泛使用和计算机技术的发展促进了细观力学有限元模拟方法在多相材料研究领域的应用。介绍了细观力学有限元模拟在多相材料研究领域中的应用现状,综述了二维(2D)和三维(3D)细观力学有限元计算方法,重点阐述了细观力学有限元模拟在复合材料和钢铁材料领域研究中取得的一些重要研究成果。当前,细观力学有限元模拟在多相钢研究领域的应用相对较少,对与之相关的研究和进展进行了简要评述及展望。     

高精重载车床主轴力学特性的有限元分析

在高科技领域内,高性能、高质量的机械类产品,已成为立足于行业竞争的关键手段。主要对高精重载车床主轴力学特性进行有限元方法分析研究。采用梁单元BEAM4建模对主轴在切削力作用下的变形情况进行分析;采用实体单元Solid45单元建模对主轴动态特性进行研究。     

压电位移放大机构的力学解析模型及有限元分析

研究了压电位移放大机构的运动学和动力学建模问题。基于能量守恒原理和弹性梁弯曲理论推导了桥式位移放大机构的位移放大比等静力学解析模型;在此基础上,通过拉格朗日方程建立了桥式位移放大机构的固有频率解析模型。通过有限元计算验证和分析了提出的解析模型的可行性和优越性,并与国内外典型的位移放大比数学模型进行了比较。结果表明:由于本文提出的模型考虑了位移放大机构的拉伸和弯曲变形,并且摒弃了国内外普遍采用近似几何关系进行数学推导的思路,因此所建立的位移放大比解析模型精度更高;固有频率解析计算结果与有限元模态分析结果的相对误差约为5%。得到的结果显示:本文给出的建模方法以及位移放大比、固有频率等解析模型可为柔性机构的优化设计和研制提供依据和参考。     

圆柱型复合管力学分析中的有限元方法

由多种不同材料层合而成的圆柱型复合管，具有质量轻、耐热及抗振性好等特点，是适合于高温高压工作环境中使用的圆柱型管体结构。在复合管设计中采用有限元方法，可分析复合管的应力状态，确定复合管管体的承载能力，研究复合管的固人振动频率。介绍了建立圆柱型复合管有限元模型的方法，给出了有限元分析算例的结果。     

水平井抽油杆柱力学模型的建立与分析

首先分析水平井筒里抽油杆柱的运动状态,考虑柱塞与悬点运动的不一致性,找出杆柱受力最大和最小的位置时刻,根据井筒中抽油杆柱的空间几何关系,考虑抽油杆的约束条件和井斜角、方位角的变化等边界条件后,建立抽油杆柱的力学模型,并对模型进行相关分析,对杆柱的优化设计和优化配套防偏磨的工艺具有一定的指导意义.     

两栖仿生变磁力脚吸盘力学模型建立及分析

为了研制一种可用于壁面移动机器人吸附脚使用的磁吸盘——两栖仿生变磁力脚吸盘,确保机器人可靠吸附和灵活移动,开展了该项研究工作。介绍了两栖仿生变磁力脚吸盘的组成及工作原理;分析了该脚吸盘在壁面上的受力情况,建立了该脚吸盘避免绕壁面倾覆、下滑和法向脱离等三种情况时的力学模型;运用计算机进行了仿真分析,并通过实验进行了验证。该项研究为两栖仿生变磁力脚吸盘磁吸力确定提供了依据。     

基于有限元分析的材料力学试验研究

为了提高学生创新型试验研究能力,在常规材料力学试验中引入有限元分析手段,通过在ANSYS软件平台上的有限元数值分析,获取相应的应力、应变数据及变形图,为基于试验的理论研究奠定基础。以纯弯曲梁正应力分布试验为例,对常规电测法和有限元分析法进行比较分析表明,2种方法得到的试验结果一致。本文的研究为材料力学试验创新研究提供了一种有效的途径。     

阁楼式货架有限元分析计算模型的研究

随着我国物流仓储设施的快速发展,多层阁楼式货架在各类仓库中得到了广泛应用.本文系统分析了阁楼式货架的结构特点和力学特点,对阁楼式货架有限元分析的网格结构模型和荷载模型进行了深入的探讨,提出了阁楼式货架有限元分析的计算模型和典型工况下的荷载组合,并应用该模型化方法进行实例分析与结果比较,效果很好.     

A practical method for finite element ring rolling simulation using the ALE flow formulation

Finite element ring rolling simulation by conventional Lagrangian codes carries an excessive computational cost. The main reason for this is the large number of incremental stages typically required to complete a full simulation. The nature of ring rolling however means that the amount of deformation taking place in a given increment is relatively small compared with typical metal forming processes. This paper describes measures that make the analysis of ring rolling a practicable proposition. The resulting model is based on a threefold approach, comprising the finite element flow formulation, an arbitrary Lagrangian Eulerian update strategy, and a novel iterative solution scheme called the successive preconditioned conjugate gradient method. The approach exploits the slowly evolving nature of the problem with the effect of reducing the time penalty for each deformation increment. In addition, a number of issues specific to ring rolling have been addressed including the problem of how the mandrel interface is dealt with for arbitrarily shaped rollers. The importance of addressing this particular issue is also illustrated. The method is validated by comparison with earlier experimental work and previously developed models for both pure radial, and radial–axial ring rolling.     

圆形活齿行星传动中内齿圈应力的研究

首先介绍了圆形活齿行星传动的工作原理,其次对内齿圈与针齿之间的相互作用力进行了理论分析,通过对内齿圈与针齿的受力最大处进行有限元分析,校核了受力复杂的内齿圈的强度.     

基于有限元法的转炉托圈应力分析研究

转炉托圈是一个重型的复杂空间焊接结构,在使用中承受机械载荷以及长期温度载荷。托圈所承受的机械载荷经由多个复杂的接触面接触传递。为了分析托圈结构的强度和变形,运用有限元数值仿真技术对炼钢转炉托圈及耳轴进行三维应力场分析,转炉按水平状态、垂直状态以及旋转200、500和700状态分别进行应力分析,得到托圈等效应力。分析可知最大应力在上支承结构焊接区。该研究为转炉托圈的设计及结构优化设计与使用提供了可靠依据,具有一定的应用推广价值。     

一种夹层板结构车厢的有限元简化模型及模态分析

以某型车的车厢夹层复合板结构为例,研究了夹层板结构的有限元建模方法,建立了车厢的有限元简化模型并进行了模态分析。与传统上使用的板梁单元相比,单元自由度数减少了66.7%,大大缩短了分析时间,提高了计算效率。     

连轴器膜片的有限元分析

为了设计出满足需求,并且最节省材料的膜片,对两种钢片挠性联轴器的膜片进行了有限元分析.分别计算一定规格的四孔,六孔骨片在各种工况下的应力状况.分析出了厚度、孔数、片数等因素对膜片性能及螺栓负荷的影响规律.其次,结合骨片材料的许用应力以及螺栓的许用应力,给出了实际膜片所需骨片数的计算方法,对膜片的具体设计提供了参考依据.     

IHIR636摆式飞剪测试与有限元分析

对IHIR636摆式飞剪进行了扭矩、应力等测试和分析,对上刀架进行了有限元计算.结果表明:飞剪机力能参数计算时,必须考虑剪切时的冲击载荷的影响;冲击载荷的影响用动载系数K2表示,其值为K2=1.65～2.8左右;剪切速度高时,取大值;板厚时,取小值.上刀架具有足够的强度裕量,能够满足产品规格多样化和高强度钢生产的需要;上刀架整个结构体现了等强度设计观点.     

Predicting polygonal-shaped defects during hot ring rolling using a rigid-viscoplastic finite element method

We applied a rigid-viscoplastic finite element method to investigate polygonal-shaped defects that occur during ring rolling and developed an improved analysis model with relatively fine finite elements near the roll gap to reduce the computational time, along with a scheme to minimize the volume change. We also simulated the formation of a polygonal-shaped defect during hot ring rolling of a ball bearing outer race. The results were in good qualitative agreement with actual experimental phenomena.     

新型反应釜釜内螺旋叶片强度分析与疲劳寿命预测

使用大型有限元分析软件ANSYS对新型反应釜釜内螺旋叶片进行三维有限元建模,并建立相应的力学模型.通过有限元分析对螺旋叶片进行静强度校核,同时利用相关标准中的数据预测了螺旋叶片的疲劳寿命,为螺旋叶片的设计选择提供可靠的理论依据.     

D56G90冷辗环机机架刚度分析

D56G90冷辗环机是应用冷辗扩技术制造轴承环件的设备,机架则是其关键部件之一,机架刚度对环件成型精度有重要影响.根据机床可拆装、组合式机架结构的实际情况,应用abaqus三维有限元软件,分析了机架在不同载荷(0～100kN)下的受力与变形的关系.机架纵向、横向、垂直方向的刚度系数约为4.24E 03 kN/mm、1.17E 04 kN/mm、4.0291E 05 kN/mm,刚度系数变化率分别为0.9%、0.0058%、2.92%.     

基于有限元的摩托车振动分析与控制

振动是影响汽车、摩托车等车辆乘坐舒适性和可靠性的重要因素,运用有限元分析和实验模态分析方法对车辆的 振动进行分析,可以将振动问题在设计阶段解决,以缩短产品开发周期,节约开发成本。以摩托车为对象,建立了摩托车 的有限元模型,对模型进行理论模态分析和谐响应分析,并用实验分析对比验证理论模型,通过分析找到摩托车振动的 原因和控制振动的有效方法。