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。     

BR车体强度计算的分析

在ＰＣ—３８６微型计算机上采用ＳＵＰＥＲＳＡＰ软件，对出口给博茨瓦纳的运盐敞车的强度计算进行了分析，给出了车体结构离散、约束处理、载荷处理及各计算工况的计算模型，经计算结果分析表明，ＢＲ车体在各工况载荷作用下，应力均未超过许用应力，满足《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的要求．     

某动车组齿轮箱疲劳强度仿真分析

针对某高速动车组齿轮箱,分析其工作工况下的疲劳强度以及极限工况下强度,运用齿轮计算软件提取电机激励载荷,然后运用有限元分析软件对齿轮箱极限工况与工作工况进行强度与疲劳强度分析。分析表明:在工作工况下箱体疲劳强度满足设计要求;在极限工况下箱体强度满足要求,个别螺栓强度不合格,螺栓经尺寸优化后满足设计要求。     

900 t轮胎式提梁机吊杆的有限元分析

900 t轮胎式提梁机是为高速铁路施工而开发的新机型。其主要功能是在预制梁场内对混凝土箱梁进行起吊、搬运和配合运梁车进行装车；其具有性能稳定、高效、功能集成化高的特点。主要介绍900 t轮胎式提梁机吊杆在吊运过程中的主要受力情况及在不同工况情况下的受力分析，根据最不利的工况进行有限元分析，分析结果跟实际应用中探伤结果进行比较，发现设计的吊杆可以满足1 000次吊装，并且改进延长探伤时间为加工吊杆提供优化的设计方案。     

旁路系统高参数减压阀温度场与应力场分析

为了优化旁路系统减压阀阀体结构以提升其在高参数工况下的安全性能,采用有限元分析方法对某高压旁路系 统减压阀承压热冲击强度进行了数值模拟分析,获得了在瞬态和稳态工况下阀体的温度场与应力场的分布情况及其变 化规律。模拟结果表明：开启工况下,阀体应力经历先增大后减小直至稳定的变化过程,395 s时综合应力值达到最大值 131.3 MPa;稳态工况下,最大综合应力值出现于第1级孔板前的位置,数值为96. 597 MPa。由此可得结论：减压阀瞬态 工况为危险工况,温差应力占主导地位。阀体设计中应避免阀体壁厚突变的结构。     

基于HyperWorks的混合动力环卫车副车架有限元分析及轻量化设计

为降低混合动力环卫车副车架质量和整车油耗,达到车辆节能减排的目的,采用CATIA建立混合动力环卫车副车架的三维模型,并导入HyperWorks中。利用HyperWorks建立副车架的应力分析有限元模型,并计算颠簸、转弯、加速3种工况下副车架的应力分布和变形量。基于静态的有限元仿真结果,以颠簸工况作为设计工况对副车架进行拓扑优化。根据得到的优化结果,提出在副车架上适当加工减重孔的轻量化设计方案,并对改进设计后的副车架进行仿真,验证方案的合理性。研究结果显示:在满足副车架强度和变形量要求的前提下,通过对副车架的轻量化设计,使副车架总质量降低12.96%,实现了轻量化的目标。     

基于ABAQUS的齿轮简化杯状体轻量化设计

为了验证某型号的齿轮简化杯状体构件的使用安全性，并寻求轻量化解决方案，课题组采用有限元软件Pro E进行建模，用Hypermesh进行网格划分，利用ABAQUS软件进行了杯状体构件的模态仿真分析和应力应变仿真分析。根据有限元结果对杯状体底部进行结构优化设计，寻求轻量化解决方案。结果表明：在相关工况下分析得出的最大应力满足许用应力值，此型号的杯状体构件性能安全；所做的拓扑优化设计避开了应力值较大区域，满足安全性要求。本研究为产品进行轻量化设计提供了思路。     

风力机塔筒结构纵焊缝疲劳寿命预测

塔筒作为大型风电机组的重要基础部件,其焊接部分的疲劳性能直接影响风电机组的安全可靠运行。提出了预测塔筒结构纵焊缝疲劳寿命的方法,在其满足极限强度的前提下,通过DIN18800-4截面应力计算获得各工况时序应力,结合雨流计数法和Miner线性累积损伤理论,预测塔筒纵焊缝疲劳寿命。结果表明:塔筒结构满足设计要求,验证了该方法的可行性和有效性。     

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。     

铁路列车空调机壳体结构静强度有限元分析

静强度分析是机械设计过程中的重要组成部分,而有限元法则是分析机械结构静强度的重要方法。简单介绍了有限元法的概念和基本思想、静强度分析方法,重点介绍了应用ANSYS软件的命令流方式对铝合金空调机壳体结构进行建模,分别在6种冲击载荷工况下对铝合金空调机壳体结构进行静强度分析,发现铝合金空调机壳体结构的薄弱位置。根据计算结果可知,铝合金空调机壳体结构在6种冲击载荷工况下的各个最大应力都在许用应力的范围内,满足静强度的设计要求。     

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。     

移动花键轴有限元形状优化

移动花键轴是一种要求重量轻、承载能力大的航空零件。对花键轴的结构形状进行优化，每次优化迭代中的应力和变形通过有限元法计算，提出在满足强度和刚度条件下，轴的最轻质量的设计。     

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。     

西郊大桥悬臂浇筑施工线形及应力控制

连续刚构桥采用挂篮悬臂浇筑施工需经历长期复杂的过程及结构体系的转换,为保证成桥线形和结构受力满足设计要求,必须在桥梁施工过程中对结构的线形和内力进行有效监测与控制。以西郊大桥为工程背景,采用Midas Civil建立了全桥的数值分析模型,并构建了桥梁线形和应力监控体系,对施工全过程进行分析。结果表明,锚下张拉控制应力、温度场变化、混凝土容重及收缩徐变为主要状态因素,施工中应加强对这些因素的控制。采用的监控手段确保了合龙口相对高差、桥梁轴线横向偏差、主梁变形及应力满足设计要求。     

板柱-剪力墙超限高层建筑结构地震反应分析及处理措施

为了验证板柱-剪力墙超限高层建筑结构是否满足抗震设防要求，以具体超限高层建筑结构工程为例，采用SAP2000MIDAS，ABAQUS和ANSYS程序对其结构在不同工况下的动力反应进行了分析对比．结果表明，板柱-剪力墙超限高层建筑通过采用合理的结构方案及适当的抗震措施，能够满足抗震设防要求，对进一步了解此类结构的性能、验证结构抗震能力、完善抗震设计理论具有重要的指导意义．     

离心泵内部流场性能优化

为了提高离心泵的工作效率，课题组根据设计要求对其进行水力计算，利用CFturbo软件对离心泵进行三维造型设计，将模型导入ANSYS ICEM进行网格划分，利用FLUENT求解器对不同流量工况进行数值模拟计算，比较不同工况下的流场分布。此外，通过数值模拟方法对水泵进行扬程、轴功率和效率等性能参数计算，并将结果与CFturbo的预测值进行对比，结果显示二者的性能曲线趋势基本一致，运用遗传算法对离心泵的水力性能进行优化，对比优化前后的性能曲线，结果表明优化后离心泵的工作效率得到提高。     

某重型钢水罐车车架结构的有限元分析及优化

以某车架为研究对象，采用参数化有限元分析方法，进行了弯曲工况下应力和应变的计算。通过电测量验证了有限元模型的正确性，进而以车架的体积为目标，对车架进行了参数化模型的结构优化，得到了满足结构强度的最佳方案。     

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。     

基于线路实测动应力谱的重载电力机车车体疲劳寿命预测

在考虑影响焊接接头疲劳强度影响因素和小应力对损伤影响的基础上,利用残余应力系数将焊接接头应力比R=0.5的S-N曲线修正为对称循环(即R=-1)下结构的S-N曲线。根据平均应力敏感系数将雨流计数分级的线路实测非对称循环应力谱转化为对称循环下应力谱,基于铁道车辆焊接结构疲劳强度评估原理和Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则,提出焊接结构疲劳寿命预测方法,求得变幅应力谱的线性累积损伤和,以及由此导出指定寿命下的等效应力,评估车体结构的疲劳寿命是否满足设计要求。对车体结构典型测点I和测点II的分析结果表明:车体结构的疲劳寿命满足设计要求,同时将线路测试应力谱外推到考虑小应力影响确定的许用损伤和,得出车体结构的最大运营里程数,为达到设计寿命的重载电力机车车体结构进一步延长使用寿命提供了理论依据。