100 t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计和优化分析

为确保100 t伸缩臂履带式起重机臂架结构设计的合理性,采用壳单元建立该起重机的有限元模型,用ANSYS计算臂架结构应力和应变,得到臂架的应力和应变分布,验证臂架的强度和稳定性.在起重机性能满足要求的情况下,以减轻结构自重为优化目标,以截面尺寸为优化设计变量,用ANSYS对臂架进行优化设计.优化设计后的臂架满足设计规范,臂架截面尺寸缩小、自重降低,整机性能得到提高.     

反应堆堆芯围筒结构热流固耦合热变形分析

针对反应堆堆芯围筒热流固耦合问题,采用三维有限元法研究堆芯围筒的热变形.考察ANSYS的三维实体热单元SOLID 70,三维实体单元SOLID 45,三维表面热效应单元SURF 152和三维热-流耦合管单元FLUID 116等单元类型的特点和实用性.建立堆芯围筒、吊篮和冷却剂的温度分析有限元模型：堆芯围筒和吊篮采用SOLID 70,结构表面与冷却剂的对流传热表面采用SURF152,堆芯围筒与吊篮之间冷却剂采用FLUID 116.采用SOLID 45建立堆芯围筒有限元模型,根据得到的堆芯围筒、吊篮和冷却剂的温度场结果分析堆芯围筒热变形.结果表明,在考虑堆芯围筒及吊篮固体和流体的交叉耦合的基础上,采用三维有限元法能比较客观地模拟反应堆堆芯处的复杂运行环境.     

膨胀弯管在管道柔性设计中的定性分析

为防止管道因热胀冷缩、管道支撑或端点附加位移造成的应力问题,对管线中设置的膨胀弯管进行定性分析.通过2个参数的变化对膨胀弯管进行编号得到多种设计方案,用ANSYS建立管道的有限元模型,并分析各方案中膨胀管道的变形、应力和弯矩等;根据分析结果对膨胀弯管设计半径、设置位置和形状进行定性分析.该定性分析结果可为膨胀弯管概念设计和管道柔性设计提供参考.     

环境荷载联合作用下海上风电结构动力响应分析

为研究海上风电结构在复杂的海洋环境中承受环境荷载(风、波、冰、流)的联合作用时,结构产生的剧烈的动力响应问题。文章以三脚架基础海上风电结构为研究对象,采用ANSYS有限元软件建立其整体模型并进行荷载(风、波、流和风、冰、流)联合作用下的静力校核,通过对环境荷载联合作用下的三脚架基础海上风电结构进行瞬态分析,掌握其动力响应的特性及规律。结果表明:三脚架基础结构的一、二阶自振频率均为0.285Hz,在所选风机允许的频率范围内,可以保证整体结构不会与风机转动发生共振;风荷载在风、波、流荷载联合作用下主导控制结构响应的稳态波动,冰荷载在风、冰、流荷载联合作用下主导控制结构的稳态振动过程;塔筒顶端呈现的位移和加速度响应均远大于三脚架基础顶端;环境荷载联合作用下结构动力响应是环境荷载单独作用下动力响应叠加的结果。     

弹性变形对仿人机器人步态规划的影响分析

仿人机器人行走步态研究的理论、方法及建模均未考虑系统各部件弹性变形的影响，导致行走实验结果与理论步态规划存在较大的差异，制约了步行质量的提高和连续快速稳定步行的实现。本文运用ANSYS有限元软件，针对清华大学研制的THBIP—Ⅰ型仿人机器人样机，建立精确的有限元模型，进行步行运动弹性变形及其对步态规划影响的有限元仿真分析，在此基础上提出了对步态规划进行局部修正完善的方法，步行实验证明该有限元模型及仿真分析结果是有效的。     

ANSYS优化设计若干问题探讨

应用ANSYS软件进行优化设计过程中,从几何建模、网格剖分到选择设计变量、状态变量、目标函数和优化算法,都可能会出现问题甚至导致循环中断。分析讨论了一些共性问题并研究了解决办法,为顺利实现优化循环,应尽量使循环分析文件中的所有操作均作参数化处理;相对于结构参数优化,拓扑优化结果对载荷情况和网格密度等更为敏感;为节省优化循环用时,除了考虑计算性能外,还可考虑对模型进行模型简化、子结构处理、放松目标函数允差、使用适当数量的设计变量、尽量避免指定材料密度并选用合适的优化算法等。     

基于有限元分析的机床导轨热变形研究

高速高精度机床切削加工过程中,在多种热源的作用下导轨会产生热变形,影响工件与刀具间的相对位置,造成加工误差。找出导轨热位移较大的点,并分析其对加工精度的影响,对于减小加工误差提高加工精度至关重要。文章在对导轨热边界条件进行分析的基础上,应用有限元分析方法,建立了一类机床导轨的有限元热变形分析模型,并进行了热变形分析计算,为分析导轨的热变形对加工精度的影响提供了依据,并为机床综合热误差补偿提供参考。     

片材机头中物料温度分布的模拟分析

本文利用ANSYS和MATLAB软件,对衣架型和T型片材机头中熔体的温度分布进行三维有限元模拟和分析。通过对机头流道内温度分布的模拟,得出了衣架型机头流道的温度分布优于T型机头。     

塔式旋转混凝土布料机的工况计算及配重调控分析

塔式旋转混凝土布料机是一种可高效输送混凝土的工程机械,被广泛用于混凝土浇筑。施工过程中,为减小其布料端悬臂力矩、保证其塔架的稳定性,需要随时根据其伸缩桁架的伸缩量来调节其配重块的位置。运用有限元ANSYS软件,分析了布料机在极限工况条件下的结构强度和最大合力矩,计算了19种不同工况下力矩、桁架伸缩量及配重调节距离之间的数值关系。在此基础上,利用MATLAB的拟合优化功能得出三者之间的函数关系并绘制三维曲线。研究结果为塔式旋转混凝土布料机的安全运行提供数据支持,同时为其后续的优化设计提供参考。     

基于无线传感器网络的压电能量收集技术

随着物联网的发展,多节点的传感器供电成为关键问题,由于环境中普遍存在低频振动,采用了压电悬臂梁结构,建立压电悬臂梁结构的电学模型,并进行了ANSYS的仿真,仿真得到电压76 V,约等于模型的理论值,验证了模型的正确性。进而继续研究了压电悬臂梁几何尺寸对固有频率的影响,振子越长,质量块越长,频率越低。从而收集低频振动环境中的能量,为传感器供电装置提供了设计的理论依据。