下承式悬链线钢管混凝土拱桥空间稳定性参数敏感性分析

为研究下承式悬链线钢管混凝土拱桥空间稳定性及影响该种桥型结构稳定的参数敏感性,以运城市某省道上一座27+60+27 m下承式悬链线钢管混凝土拱桥为背景,采用Midas/Civil 2012有限元软件对该桥进行建模,在成桥状态及成桥运营状态2种工况下对其进行稳定性分析。结果表明,该种桥型拱肋结构存在"面内失稳"和"面外失稳"2种失稳状态,拱肋面外刚度小于面内刚度,拱肋结构失稳模态首先表现为拱肋面外侧弯失稳。同时选取拱肋间连接形式、拱肋钢管壁厚t、拱肋单侧吊杆布置数量n、拱肋管腔混凝土弹性模量E、拱肋矢跨比f/L、拱肋拱轴系数m等影响结构稳定性的参数进行对比分析,得出影响结构稳定性的敏感参数,可供同类型桥梁在结构稳定性设计时参考借鉴。     

区间参数智能梁结构闭环系统动态特性分析

以区间参数压电智能梁结构为研究对象,建立了基于位移反馈控制结构闭环系统动态特性分析的有限元模型。在材料物理参数和几何尺寸等为区间变量时,分析了结构质量矩阵和刚度矩阵的不确定性。并从求解结构振动动态特性的Rayleigh商出发,利用区间变量运算法则推导出了结构闭环系统固有频率的数字特征表达式。通过算例,考察了区间参数对结构固有频率特性的影响,并验证了所建模型和方法的可行性与合理性。研究结果表明,利用区间系数分析法来研究压电智能梁结构闭环系统的动态特性具有一定的工程应用价值。     

龙门加工中心动态特性的有限元模态分析与结构优化

为了改善某龙门加工中心的动态特性,对龙门加工中心各主要结合部进行等效处理,建立了龙门加工中心整机有限元模型,对其整机进行模态分析,确定了整机动态性能的薄弱环节。针对滑枕导轨结合部刚度不足提出了2种改进方案,通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,得出采用高刚度的导轨滑块副作为滑枕导轨优选方案。在此基础上针对滑枕抗弯刚度不足提出了3种结构改进方案,再次通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,最终选出了龙门加工中心结构动态特性的最优改进方案。研究表明：机床整机结构的模态分析与结构优选是提高机床动态性能的有效手段。     

基于主动磁轴承的机床切削系统动态特性分析

数控机床在切削过程中其电主轴转子系统的动态特性及刀具端的动态特性不仅决定着工件的表面质量,还决定着数控机床的高速化发展.磁悬浮电主轴是目前高速机床的首选,而基于磁悬浮轴承的电主轴转子系统运行时的动态特性将受到磁轴承等效刚度和阻尼的极大影响.除此之外,切削力系数和切削阻尼也将影响电主轴转子系统及刀具端的动态特性.以主动磁轴承支承的柔性电主轴为研究对象,研究了主动磁轴承等效刚度、阻尼及切削力系数对电主轴转子系统模态及临界转速的影响;分析了主动磁轴承等效刚度、等效阻尼及切削阻尼对刀具端频率响应以及对切削稳定性的影响.研究结果表明,主动磁轴承的等效刚度对电主轴转子的模态频率影响较大;而随着主动磁轴承等效刚度的增大,将增大刀具端频率响应的最大负实部及虚部的位置、最大负实部及虚部的值;而主动磁轴承等效阻尼和切削阻尼仅影响刀具端的频率响应最大负实部及虚部的值的大小,而不影响其发生的位置,且切削阻尼的影响较大;刀具端的频率响应同样也反映了切削的稳定性,这在随后的稳定性分析中得到了验证.对刀具端的动态分析将为切削过程中的振动控制提供一定的基础.     

拓扑分析与尺寸优化相结合的FSAE车架轻量化设计研究

围绕江苏大学方程式赛车车架设计展开研究。依据大赛规则,确定车架主体结构,利用Hypermesh进行拓扑分析,合理布置局部细节杆件。在CATIA中建立车架三维模型,利用ANSYS以扭转刚度为评价标准设置杆件尺寸为设计变量进行尺寸优化。优化结果显示:整体扭转刚度得到提升,质量得到减少。最终车架扭转刚度达到2415.2 N·m/(°),质量为27.2kg,满足结构设计与轻量化要求。最后对车架结构进行了4种工况分析和模态分析,保证其使用安全、可靠。     

不同荷载比下嵌固式钢框架节点M θr曲线拟合

对嵌固式节点进行有限元仿真分析，得到了嵌固式门式框架在不同的荷载工况条件下节点的M θr曲线。通过对不同荷载组合情况下得到的M θr曲线进行比较可知，节点刚度随着荷载组合的变化而变化，但两个方向框架中嵌固式节点刚度的变化规律不同。综合考虑门式框架嵌固式节点M θr曲线的特性，对多种荷载组合情况下的M θr曲线进行曲线拟合，得到拟合公式并对其进行方差分析。透过相关指数可知提出的嵌固式节点M θr曲线的拟合公式是可靠的，可为进一步深入研究嵌固式组装钢框架的力学性能提供借鉴和参考     

自锚式悬索桥正装分析空缆线形计算

自锚式悬索桥空缆线形是保证桥梁成桥状态的关键因素,以上海市浦东新区运河大桥为工程背景,提出了结合有限元施工控制模型与悬链线数值算法的空缆线形计算方法,对空缆线形以及施工过程进行精确分析,解决自锚式悬索桥施工控制残余误差的问题。最后通过对浦东运河大桥的分析,验证了应用此方法进行正装分析的精度以及效率。     

过渡圆弧结构在火管锅炉中的应用

针对火管锅炉管板与壳体连接结构的设计过程中,常常依据设计者的经验设计而无法进行精确的结构优化。文章对给定的3种不同过渡圆弧半径的火管锅炉结构采用有限元分析方法进行热应力分析,得到连接管板与壳体的过渡圆弧应力集中部位,通过对比3种过渡圆弧半径的应力分布和位移状况,建议优化设计圆弧时R取值不宜过大,与此同时也要保证最大应力区的应力在许用的范围内,这对类似结构下的优化设计提供了有力的依据。     

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。     

失重称的动态特性研究与参数设计

为了在保证失重称的计量精度的前提下,提高失重称的计量速度,笔者将称重过程中的失重称简化成基本的力学模型,运用数学计算对称体的动态特性进行分析,研究了称体阻尼μ、称体的弹性特性k以及阻尼平衡时间tp等参数,并得出他们之间的关系式。通过研究提出：阻尼平衡时间tp是失重称动态性能的重要参数,他的大小直接关系到称重速度和精度。以此理论分析为前提,可对后续失重称的参数设计提供方法。