基于ABAQUS及modeFrontier的多目标优化方法

在涉及有限元分析的多目标优化设计中,为满足多目标优化算法的数据需求,需要反复进行有限元分析计算,存 在设计工作繁琐,效率低的问题,为解决这一问题,提出了一种将有限元分析方法和多目标优化方法进行集成的设计方 法。该方法基于ABAQUS软件二次开发实现有限元分析,基于modeFRONTIER软件实现多目标优化和优化数据的后处 理工作,将两者集成在同一个优化工作流中来完成多目标优化设计。采用该方法对支架结构进行多目标优化设计,结果 表明该方法不但可行,而且可以大大简化优化设计工作步骤,实现了优化设计的自动化,提高了优化设计工作效率。该 方法可实现涉及有限元分析的多目标优化设计的自动化,为从事多目标优化设计工作者提供极大便利。     

固体火箭发动机壳体强度可靠性分析

模拟某型号固体火箭发动机壳体水压试验状态.建立该固体火箭发动机壳体有限元模型,利用ANSYS软件对壳体进行确定性有限元分析找出应力值最大区域,再进行随机有限元分析,求得可靠度.根据所求的可靠度作为理论依据增加壳体承压并再计算可靠度.分析表明:原设计压力保守,在可靠度允许范围内壳体可承受更大压力;对各参量进行灵敏度分析,为结构参数的优化设计提供理论依据.     

有限元网格质量和材料黏度模型对注塑件翘曲分析的影响

利用Moldflow分析了吸尘器轴承座的成型过程,通过细化构件的有限元网格和对比网格质量,检验了有限元分 析结果收敛性,确认需要结合网格质量来改进计算过程。构件变形的有限元分析结果与实测数据进行比较,在最大翘曲 的估计方面效果较好,显示了对注塑过程和构件进行精确分析的重要性。文中也尝试采用不同的黏度模型对注塑件翘 曲进行分析,保证分析方法的一致和完整,为基于有限元分析的模具设计和加工过程优化积累经验。     

用等效外径法对塔式钻具组合防斜问题探讨

针对气体钻垂直井中塔式钻具组合防斜效果具有不确定性,在三弯矩方程的基础上,提出等效外径法对不等截面的塔式钻具进行力学特性研究,以等效外径法计算为依据,开发了简易的VB程序实现塔式钻具组合的力学分析以及对钻具组合优化设计和钻井参数调整,同时用ANSYS有限元软件二次开发ADPL语言编程实现塔式钻具组合侧向力的计算,这样不仅可以得到等效外径法计算的钻具侧向力大小,也可以得到有限元软件计算出的侧向力数据,并进行两种结果的对比分析。通过实例分析,所编写的VB程序能得到比较准确而且高精度的计算结果,同时探讨了影响钻具防斜效果的原因和改进方案。     

飞机的风挡及舱盖气压分布计算与分析

研究了某型飞机的风挡及舱盖的气动性能,以原始的几何结构对气动压力展开有限元分析,得到风挡座舱盖表面的气压分布情况。计算结果表明:利用这种气动分析模型计算得到的迭代残差、压强分布、温度分布以及速度分布结果比较符合理论分析情况。特别是在靠近风挡的位置,理论气压与试验气压结果吻合较好,试验误差为1. 26%,在靠近舱盖尾部计算得到的各点的表面气压状况的气压值与试验数据在某些位置有一定误差,但对于风挡及舱盖设计也是安全的、保守的。气动性能的分析为其他学科的优化设计提供了参考。     

涂层锆合金包壳管切向微动磨损数值预测模型研究

为建立涂层锆合金包壳微动磨损的有限元计算分析模型,预测切向工况下的最大磨损深度,基于包壳-格架的实际几何特征建立了涂层锆合金包壳-刚凸接触系统的有限元模型,采用Archard磨损模型计算磨损量,结合ABAQUS的ALE功能和UMESHMOTION子程序模拟磨损过程。根据微动磨损试验结果分析磨损系数随磨损周次的变化情况,并拟合其函数关系。有限元计算的最大磨损深度和最大深度的位置与试验结果相符,表明所建立的模型可用于涂层锆合金包壳切向微动磨损最大深度的预测。     

空调管路系统动态特性研究

针对样机设计、打样阶段的空调管路出现振动、应变超标需反复整改问题，课题组通过对管路进行有限元模态仿真计算出其振型与固有频率；再进行模态测试，将仿真结果与测试值做对比，二者误差较小；通过对管路进行应力及振动测试分析，发现应力、振动的峰值点所对应的频率出现在管路固有频率附近，为共振引起。研究结果表明：在设计阶段通过有限元分析可计算出管路的模态与振型;为管路优化设计提供依据,同时节省了打样与实验成本。     

动漫产业化高端人才现状与培养路径探析

针对某发动机活塞轻量化问题,进行了该结构模型的热机耦合分析,在此基础上完成了对活塞的变密度法拓扑优化设计,并从应力、变形、体积（重量）等方面对优化前后计算结果进行了比较和总结。研究结果表明：选择相同的材料,活塞质量较优化前降低了约 6.471%。优化后模型的最大形变量有所降低,应力峰值减少了16.73%,均力分布有所改善。     

工程机械车架应力计算与测试

本文利用有限元分析理论,通过编写计算机程序,对装载机车架各部分应力进行了计算,并对车架各部分强度进行了测试,最后分析比较了计算与实测结果。     

海上装配式输油管道连接处强度分析

海上装配式输油管道通常是用连接器将各管段连接而成,其连接器的抗弯、抗拉能力与管道本体有很大的差异。通过Solid Works建立管道连接处的分析模型,计算管道能够承受的最大正应力和最大弯矩,利用有限元分析软件Solid Works Simulation分析管道连接处的抗弯强度和抗拉强度,为管道连接器的优化设计提供依据,为工程设计提供参考。分析结果表明:加强连接器的强度不低于管道本体强度,整个管道系统没有出现强度薄弱的地方,满足安全要求。     

列车蓄电池箱的有限元分析和实验测试

通过有限元建模，对列车电池箱进行冲击载荷的有限元分析，得出各个方向冲击应力和箱体变形，并和实验数据进行比较，为进行电池箱的优化设计提供参考。     

汽车电控单元散热器的模态分析

汽车ECU散热器的动态性能直接决定了ECU各个部件的工作稳定性,对电控单元散热器进行动态特性分析是保证汽车可靠性的主要技术手段.采用频率多参考模态拟合方法进行了模态试验,获得了散热器的3阶模态参数.根据ANSYS软件计算的模态参数与试验模态参数的比较结果,通过改变有限元几何模型形式和提高单元阶次等方法,修正有限元模型及其边界条件,最终达到模态频率的计算值与实验值最大相对误差为2.4%.获取的散热器模态参数.为汽车ECU散热器动态性能的优化提供了依据和参考.     

卷式膜组器结构设计研究

利用计算流体力学技术模拟和分析了卷式膜组器中的隔网结构对流体流动的影响,并对优化设计提出了一些建议。基于周期性边界条件在平板隔网中划分了一定类型的可重复单元作为计算模型并进行了计算。膜壁上的剪切力、压降和特征面上的流速分布这三方面的因素被用来衡量不同模型的计算结果,并由此分析比较了模型的优劣。     

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。     

高速胶乳分离机转鼓体结构优化

针对高速胶乳离心机转鼓体受载大,应力分布不均,局部应力值大等问题,运用多目标优化设计方法,改善其结 构及应力分布。建立转鼓有限元计算模型,分析转鼓的受力和约束条件,得到转鼓体的应力和应变云图;以转鼓体外径 R1、高度H1、筒体壁厚D1和底面厚度D2作为目标参数,进行结构优化。优化结果：R1,H1和D1分别减少了4.180, 3. 640,2.353 mm,D2增加了1.518 mm;最大等效应力减小了21.09 MPa,下降率为4.29%,最大局部应力减小;总质量减 小了1. 042 kg,下降率为5.85%;最大变形量相对减小0.001 35 mm,下降率为0.65%,基本达到了优化目标。研究结果 及分析方法对碟式分离机结构优化具有参考价值和借鉴意义。     

新型断路器自动调节锁紧装置移动框架设计

为了实现新型断路器生产过程的自动化,设计了新型断路器自动调节锁紧装置中的移动框架结构。基于三维实 体造型以有限元分析、机械优化设计等现代分析手段为支撑,通过有限元技术和虚拟样机技术分析移动框架的受力状况 和运动情况,优化设计移动框架内各个机构,最终设计制造出操作控制简便、工作平稳、使用寿命较长的移动框架。     

基于ANSYS的固体火箭发动机珠承喷管摆动接头的有限元分析

本文应用AN SY S有限元分析软件,完成了对某型号固体火箭发动机珠承喷管摆动接头的有限元分析.得到了该构件在受外部均布载荷和内部集中载荷作用下的位移、应力、应变的有限元解.并对计算结果进行了分析.此计算结果和分析对该摆动接头结构的进一步改进提供了参考依据.     

胶乳分离机高速转鼓应力研究

鉴于碟式分离机转鼓缺乏应力计算的成熟方法,以胶乳分离机转鼓为对象,研究了静应力特性,建立了力学模 型,分析了载荷与几何约束,构建了有限元模型,分析比较了关键件不同工况下的应力及分布,分析结果表明：转鼓整体 应力水平分布不均匀性明显,转鼓体沉渣区、侧壁等位置局部应力水平很高,转鼓体最大应力的位置,与转鼓体实际裂纹 失效发生部位相符。建模方法、分析结果对转鼓设计、强度评价、结构优化等具有借鉴价值。     

基于ANSYS/LS DYNA的移动式压力容器动态碰撞仿真分析

运用有限元和瞬态动力学的有关理论和方法对移动式压力容器受碰撞后的安全性进行了研究。首先采用三维建模软件建立了移动式压力容器运输车的实体模型,然后分别利用有限元分析软件ANSYS和瞬态动力学仿真软件LS DYNA对模型进行前处理分析和求解计算,分别得到车速为60 km/h车尾受到碰撞时车架、压力容器罐体、组合支座及相关辅件的动态碰撞应力响应情况。计算结果表明：车架及连接螺栓失效,但有效降低了对压力容器罐体的冲击,基本保证了其安全性,并为今后的优化设计提供了理论支撑。     

超临界1000 MW汽轮机高压缸温度场及应力分析

应用有限元分析程序分别计算分析了超临界1 000 MW汽轮机高压内外缸稳态运行时的温度场、热应力、机械应力及综合应力,并将高压内外缸分别计算的结果与高压内外缸合在一起进行计算的结果进行了比较.得出了该汽轮机高压缸较全面的强度数据,为汽缸的安全性评定和寿命预测提供了技术依据.