进港行李转盘轻量化研究

为了减轻行李转盘的质量、降低制造成本，课题组进行了轻量化设计。课题组利用SolidWorks建立了进港行李转盘主要承载部件机架的实体模型，使用ANSYS Workbench模块对机架进行静力学分析与动力学模态分析；对机架中的支撑立板结构进行拓扑优化，根据优化结果对机架进行轻量化设计。仿真结果表明：轻量化后的机架满足设计要求，且质量降低了20.35%。该研究方法实现了轻量化设计的目标，降低了生产制造成本，提升了产品的竞争力。     

基于ANSYS分析的安全阀研磨支架优化设计

针对目前安全阀阀座维修效率低,劳动强度大的难题,开发出新型阀座研磨维修设备。采用SolidWorks软件建 立研磨机构三维实体模型,根据理论力学原理对支架梁结构进行受力分析,将分离的支架模型导入Workbench中。基于 ANSYS静力学分析理论,对支架机构进行静力学分析,分别得到应力云图、变形云图。依据工程材料轻量化设计原则, 对支架进行综合优化设计,并从理论上验证支架结构的安全性能。对比优化前后支架主要参数的变化,结果表明：优化 后支架的质量和体积减少38. 7%,有效降低了生产成本。     

基于AN SYS的矩形容器强度分析及结构优化

针对传统的矩形容器设计方法存在的局限性以及设计过于保守的弊端,提出了利用ANSYS分析软件对矩形截面容器结构进行强度分析和疲劳分析,并得到了该矩形容器结构应力分布规律,最大应力发生在筒体的倒圆角处且最大应力强度值为279. 409 MPa。在满足强度和抗疲劳性能的要求下,以矩形容器结构的质量最轻为目标函数,利用ANSYS优化模块对矩形容器结构进行优化分析,使得优化后质量降低18. 86%,有效的降低了制造生产成本,提高企业经济效益。     

基于实验设计法的搁脚机构参数优化设计

针对按摩椅GB/T 26182—2010对机架的力学性能测试要求,运用数值模拟分析软件ANSYS Workbench对设计的按摩椅搁脚机构进行有限元仿真分 析。校核其强度和刚度,仿真结果显示,在测试载荷作用下,应力主要集中于搁脚抬升杆且会发生塑性变形;采用实验设计方法研究搁脚抬升杆的参数并进行优化 ,改善其力学性能,根据参数优化设计结果进行实物样机制作并测试。研究结果表明：通过参数优化设计的方法能够明显改善搁脚机构的力学性能,优化后的结 构在测试载荷作用下不会发生塑性变形,实物测试的结果符合仿真结果的预期,证明了参数优化设计的有效性。课题组的研究能够提高机架的强度和刚度,使其 满足国标规定的测试要求。     

加工中心工作台结构优化及可靠性研究

针对目前加工中心工作台在工作时,由于振动和变形产生刚度降低的问题,提出了一种结构优化方案,以验证优化后工作台刚度的可靠性。采用有限元法,在静力学分析的基础上对工作台进行了不增加质量而提高刚度的优化;采用灵敏度分析法对优化后工作台的刚度可靠性进行分析;在six sigma分析系统中验证了优化后工作台的刚度可靠度。分析结果表明：优化后工作台的刚度提高11. 5%,且可靠度达到100%,其中弹性模量及工作台圆形筋板厚度的随机变化对工作台刚度影响较大。该方案能提高加工中心工作台的刚度并且能确保其刚度可靠性。     

绷缝机橡胶垫隔振性能优化设计

针对绷缝机高速运转时各运动组件产生较大的惯性力和惯性力矩,对机架及其他相关部件产生激励,带来强烈的振动以及噪声,而严重影响机器工作精度的问题,课题组对绷缝机橡胶垫隔振性能进行了优化设计。通过振动理论分析绷缝机橡胶垫对整机振动的影响,建立绷缝机橡胶垫刚度计算有限元模型,评估现有橡胶垫刚度。在此基础上,建立了绷缝机整机多体动力学模型,计算针板处振动位移并与实测结果对比,验证模型的可靠性。基于此模型选取橡胶垫的刚度作为试验因素,利用正交试验法完成橡胶垫刚度优化方案设计,通过仿真计算优化方案针板处振动位移峰值降低了11.7%,表明橡胶垫刚度优化对绷缝机振动性能改善具有一定作用。该方案不用对机器内部结构做任何改变,可实施性强,可作为整机振动性能改善辅助方案。     

基于ANSYS的平板封头矩形大开孔优化设计

针对矩形大开孔的拱形平板封头处结构复杂,常规计算方法难以进行应力分析的问题,课题组提出使用ANSYS软件进行模拟计算,并采取MPC接触方式使T型加强筋与其它部件相连接,得到该结构应力分布规律。在满足强度要求与疲劳性能的基础上,使用ANSYS优化模块对结构进行优化设计。分析结果表明：平板封头矩形大开孔结构在优化后质量减少19.6 %,实现了轻量化的目标,有效降低了生产制造成本。     

龙门式瓦楞纸板卸垛机的设计与动态特性研究

针对目前中小型啤酒企业的瓦楞纸板卸垛作业仍依赖手工完成，存在耗时耗力的问题，课题组采用系统化设计方法，设计了一种新型的龙门式瓦楞纸板卸垛机。采用电缸和气缸组合驱动，实现高精度分步提取纸板的功能；采用气缸连杆机构，设计了一种摆动的纸板打落机构；利用ANSYS Workbench软件对关键零部件进行有限元分析，得到了等效应力云图和变形云图，验证了机构的稳定性和强度要求；并进一步对机架进行模态分析和谐响应分析，得到了前6阶模态参数和位移频率响应曲线。结果表明：当工作频率为17 Hz时，机架易发生共振，频率响应急剧增大，形成峰值。该卸垛机能正常完成卸垛工作，提高了生产效率，降低了成本。     

桁架结构工作台的性能研究

利用SolidWorks软件实现了桁架结构工作台及加强筋板工作台的三维建模,将模型导入到ANSYS Workbench软件中。用ANSYS Workbench软件对2工作台的静态、模态、谐响应进行有限元分析,得出桁架结构工作台静、动态性能优于加强筋板工作台的特点,为机床的优化设计和再制造设计打下了基础。     

扇贝脱壳机特征值屈曲特性分析及优化

为实现扇贝脱壳机轻量化设计，课题组运用ANSYS Workbench 18.0对其进行屈曲特性分析，仿真分析得到屈曲特征值和振型图，确定脱壳机发生失稳时的临界应力值及屈曲发生的位置；在此基础上，基于变密度法优化准则进行拓扑优化，将优化前后的屈曲特性进行对比。拓扑优化结果显示:优化后结构整体减轻了12.5%，最大变形量基本保持一致。该研究在保证结构满足正常工况要求的同时，达到扇贝脱壳机轻量化要求。     

超临界CO2萃取釜卡箍式快开结构强度分析及优化设计

为了实现萃取釜的轻量化设计,采用ANSYS软件对60 L超临界CO2萃取釜进行有限元分析,得出萃取釜卡箍 式快开结构的应力分布;在满足强度和抗疲劳性能的前提下,分别采用安全裕度法和JB 4732应力评定法提取状态变 量,以体积最小为目标进行优化设计。结果表明：2种方法优化后的效果明显,优化后的体积分别减少了22. 5%和 24. 2%。优化设计达到了轻量化目的,同时为萃取釜卡箍式快开结构优化设计提供有益参考。     

基于LMS与ANSYS Workbench的排气系统悬置参数的优化设计

为了分析吊耳刚度对排气管振动的影响,提出了一种基于LMS Poly Max及ANSYS Workbench的优化设计方法。首先建立了排气管的三维实体模型以及有限元模型,并对其进行约束模态分析;其次,利用LMS软件对排气系统进行了试验模态分析,通过计算模态与实验模态进行对比,验证模型的正确性;最后,利用修正后的有限元模型,以排气系统的一阶固有频率为优化目标,运用ANSYS Design Explorer对其进行灵敏度分析以及优化设计。优化后发现排气管的一阶固有频率从23.73 Hz提高到34.9 Hz,从而避开了怠速时发动机的激励频率,为排气系统的减震、降噪提供了重要依据。     

基于ANSYS的高速吹灌旋一体机灌装系统组合机架结构优化

为了满足新型高速吹灌旋一体机可靠、低耗和轻量化的要求,同时为了降低新产品的成本,课题组对其组合机架进行优化。基于有限元分析软件ANSYS对原灌装机架进行应力和模态分析,结果表明机架的最大应力和最大变形均较小,机械强度远超设计要求。故课题组采用减薄底部法兰和矩形管厚度的方法对原组合机架进行轻量化改进。研究结果表明：改进后在保证机架满足强度要求的同时,不会发生共振,符合轻量化要求。课题组的研究降低了成本和能耗。     

基于拓扑优化的折弯机结构优化设计

针对传统折弯机设计存在结构过于保守、笨重等缺点,以某数控液压折弯机为研究对象,利用Pro/E建立三维模 型,并根据有限元理论应用ANSYS Workbench软件对折弯机进行拓扑优化。以轻量化为目标,基于拓扑优化结果,给出 初步优化模型,再通过尺寸优化确定墙板和加强板厚度。最终给出满足强度刚度要求的结构优化方案,并使总体质量减 少。研究提出了在折弯机结构优化设计中,将拓扑优化与尺寸优化相结合的设计方法。     

基于ANSYS脉动式无级变速器箱体结构优化设计

在脉动式无级变速器箱体结构设计与研究的基础上,根据其内部零部件的尺寸及功能要求,对箱体及关键零部件建立了相应的理论力学模型,并用ANSYS Workbench进行有限元分析。根据分析结果,对其尺寸进行优化设计,挺高了箱体性能,减轻了箱体的质量,降低了成本。     

基于Workbench的某V型六缸柴油机机体有限元分析

为了保证V型六缸柴油机机体的强度和可靠性满足设计要求，使用Solidworks建立了机体的实体模型，运用ANSYS Workbench的静力分析模块和Fatigue tool工具包，对机体各个气缸在最大爆发压力下的强度和可靠性进行分析。结果表明：其原有结构设计满足强度和可靠性要求，机体位移较大位置主要分布在机体缸盖螺栓附近，而出现应力集中的位置主要是机体上部、下裙部、轴承盖连接螺栓及其附近隔板区域。     

某型柴油机缸盖罩的振动分析与降噪研究

从汽车发动机降噪的角度出发,选择缸盖罩作为主要分析对象,采用了ANSYS和Virtual. Lab联合仿真的方法,以ANSYS Workbench中所算得的瞬态响应的结果作为速度边界条件,用间接边界元法计算了其振动所产生的辐射噪声,确定了结构优化的方向。通过增加部件和局部加厚相结合的方法,最终使得声功率级降低了3. 5 dB(A),达到了减振降噪的目的。     

某天然气发动机的性能分析与参数优化

与汽油机和柴油机相比,天然气发动机在动力性和经济性方面有较大的差距。为了改善天然气发动机的动力性和经济性,需要对发动机的参数进行分析以及优化。建立了某型天然气发动机的仿真模型,对发动机动力性和经济性进行了仿真计算。并利用发动机台架性能测试试验结果对仿真模型进行了校核,发现模型最大误差小于5%。在此基础上,分析了发动机部分参数对性能的影响;利用DOE(design of experiment)优化工具,对发动机的压缩比、进气歧管长度以及进气门最大升程凸轮角3个参数进行了联合优化。结果表明:优化后发动机转矩和功率最高提高了1. 3%,比油耗减少了1. 2%。     

硫化罐齿啮式快开结构优化设计

为了降低硫化罐齿啮噬式快开结构的应力,通常应对的方法是设计时增加法兰的厚度,因此结构较笨重,产品竞 争力不强。为此文中提出采用ANSYS对DN800硫化罐整体相连卡箍齿啮式快开结构进行有限元分析,得到各部位的应 力分布;在满足强度和抗疲劳性能的前提下,分别采用安全裕度法、JB 4732应力评定法对状态变量进行提取,以体积最 小为优化目标,对结构进行优化设计,优化后体积分别减少了12. 8%和14. 1%。比较发现采用安全裕度法对状态变量 进行提取,计算效率高,便于工程推广。     

基于正交试验法的COB LED散热器优化设计

结温过高会影响寿命与可靠性,为了降低芯片温度,设计了一款带凹槽的半球型散热器。首先通过实验对模拟 仿真结果进行对比,验证了ANSYS Workbench稳态热分析模块模拟仿真的合理性,然后采用正交试验法对半球型散热器进行模拟优化设计,从翅片高度、翅片个 数、凹槽深度和翅片厚度4个方面考察了半球型散热器尺寸参数对COB LED芯片最高温度的影响,得到了一个散热效率最优的结果。优化后芯片最高温度降低到 63.705 ℃。优化后散热器体积小于太阳花型和翅型散热器,而散热效果在3者中最好。