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。     

齿啮式快开门装置上法兰的拓扑优化

为设计出更合理的快开门装置上法兰结构,文章利用拓扑优化技术对上法兰结构进行优化设计。根据快开门上 法兰的受力与约束情况,对某蒸压釜上法兰的原始结构进行了静力分析,并根据分析结果建立上法兰的拓扑优化概念模 型;在上法兰拓扑优化结果的基础上,根据加工制造要求对上法兰进行了二次设计;将二次设计后的上法兰新结构与原 始结构进行对比分析。结果表明：新结构在最危险截面处一次局部薄膜应力和一次加二次应力均有所下降;并且,质量 较原始结构减轻了23. 2%。     

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。     

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。     

基于响应面法的地震仪调整平台结构优化

为便于实现地震仪调整平台的无人化安装及其水平度的调节，课题组采用响应面法对调整平台进行结构轻量化的设计。在对地震仪调整平台进行静力学分析以及结构参数化基础上，借助参数敏感度分析获得影响其质量、最大等效应力和最大位移形变的关键参数；利用二次多项式响应面法对调整平台进行相关响应面拟合；并采用 MOGA遗传算法全局寻优；对优化前后的调整平台各指标进行对比分析。结果表明：优化后最大等效应力降低41%、薄弱方向的最大位移形变下降56%，同时质量降低了12.8%。该响应面优化设计不仅达到轻量化的效果，又提升了装置刚度和强度。     

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。     

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。     

钢制扬克平盖烘缸的结构优化

为了实现扬克烘缸的轻量化设计,针对规格为φ3 680 mm x3 120 mm的钢制扬克平盖烘缸进行有限元应力分 析,得出对烘缸应力强度产生显著影响的结构参数,在此基础上,分别用零阶和一阶2种优化方法对烘缸结构进行优化 设计,优化结果表明优化效果明显,达到了减轻质量、节约成本的目的。同时为钢制平盖烘缸结构优化设计提供参考。     

拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计

车架轻量化是节能和降低成本的重要途径。针对某型号割草车车架,提出了将拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计方法。在满足工作性能和车架强度的基础上,利用有限元仿真技术,分别对割草车车架进行了弯曲工况与扭转工况下的强度分析,以分析结果为基础,进行拓扑优化与尺寸优化相结合的二级优化,并对优化前后车架的强度进行对比分析。结果表明:最终优化后车架强度满足要求,且最终优化后车架比未优化前减少质量34.3%,轻量化效果显著。     

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的异型挠性管板强度分析及优化

为确保某异型挠性预热器管板强度的安全性,利用ANSYS分析软件对其进行强度分析。由分析结果可知,管板的设计满足各个工况的强度要求,温度载荷对管板的应力强度和应力分布影响显著。由于管板的初始设计过厚,导致设计偏于保守。利用ANSYS提供的APDL语言编程参数化技术,针对此过大安全裕度的问题,对该换热器进行结构优化分析。分析结果表明,在满足强度的要求的前提下,管板厚度得到有效降低,由此节约管板材料将近32%,优化效果十分明显,实现了轻量化和经济性的目标,对工程设计研究具有一定的指导意义。     

基于CFD流场分析的反应釜搅拌器结构改进

承压反应釜在固液混合过程中往往伴随强烈的热传递效应,而密度较低的粉末状固相介质与液体混合的难度相 对较大,投料溶入效果不佳和物料结团漂浮等问题较常见。针对此类反应釜的搅拌不充分等问题,采用CFD技术指导 反应釜内搅拌器结构进行设计和改进,对反应釜内的固液搅拌混合过程进行了三维数值模拟。数值计算采用多重参考 系法( MRF),K-ε湍流模式以及Mixture多相流模型,模拟了反应釜中的流场形态,通过混合过程的两相流计算得到固相 体积分数的分布情况和变化规律,并在此基础上预测了混合时间。结果表明：改进后的搅拌器效果明显增强,该混合过 程的CFD模拟可得到相对准确的流场分布及各项特性参数预测结果,可为该类反应釜搅拌器的设计和优化提供参考     

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。     

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。     

基于应力场的植物根系模拟及工程应用

通过研究植物根系形态形成机理,以等应力原则为基础,对植物根系的形态形成过程进行了计算机模拟,并提出了一种新的结构拓扑优化设计方法.研究结果表明,土壤和植物根系之间的剪切应力是控制植物根系形态形成的主要力学因素,而基于植物根系形态形成原理的结构拓扑优化设计方法,可应用于薄壁板壳结构的加强筋分布设计,快速得到加强筋分布的近似最佳拓扑形态,以作为进一步详细设计的初始模型.     

立式染色机典型缺陷及产生机理

针对承压印染设备在使用中缺陷较多、设备寿命普遍较短的问题,运用无损检测、理化分析配合有限元数值模拟 的方法,对一批较有代表性的立式染色机进行了全面检验,并将检验过程中发现的典型缺陷进行了总结和分析。根据对 快开门结构运行过程中的力学分析结果,从设备应力分布特性角度提出应力腐蚀失效易发部位,并综合设备的检验结果 进行比较,进而提出结构优化的建议。缺陷机理分析结果表明,在应力集中、疲劳载荷、腐蚀等因素的综合作用下,承压 印染设备极易产生裂纹等使用缺陷,应根据设备的使用情况和腐蚀现状调整检验周期,并针对缺陷易发部位进行定期全 面检验。