基于极限载荷分析法的矩形容器结构优化

针对矩形容器常规计算时的局限性,笔者提出了基于极限载荷分析法的矩形容器结构优化方法。首先对矩形结构腔体进行了非线性有限元分析,采用牛顿迭代法得到最危险处的载荷 位移曲线,进而通过2倍弹性斜率法求得该结构的极限载荷值,结合正交试验设计法,考察主要参数筒体厚度、加强筋厚度、加强筋高度对结构极限载荷的影响。研究结果表明:加强筋厚度对极限载荷影响最大,其次是加强筋高度、筒体厚度,在满足结构极限承载能力与疲劳强度的基础上,最优方案矩形腔体结构质量减少了43.5%。[JP2]该优化方法效果明显,为今后基于极限载荷的优化设计方法提供了参考。     

应变率对车顶压溃仿真试验的影响

依据FMVSS216法案,建立车顶静态压溃试验有限元模型并进行仿真研究。由仿真结果分析翻滚过程中车体的主要变形区域以及研究车顶支持力与侵入量的关系,针对车体结构和材料提出在翻滚情况下增大乘员安全空间的改进方案。结合应变率效应理论用Cowper-Symonds方法研究在考虑应变率情况下车顶钢板不同加载速度对车顶支持力与侵入量的关系的影响。研究结果可以为车顶静态压溃仿真相关研究提供借鉴,同时对车体翻滚事故过程中车体变形的研究具有重要意义。     

气门落座有限元分析方法的研究

本文分析了气门动态落座时作用载荷分布处理方式及约束条件的确定对气门落座时变形及应力有限元分析计算精度的影响,提出了合理的载荷分布及约束条件确定方法。     

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．     

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.     

薄壳支架的模态分析

利用有限元理论,对某承受动态载荷产品中的关键支撑件棗支架建立了有限元模型,并进行模态分析,计算了前六阶模态参数(固有频率和模态振型)。通过与试验模态分析的方法获得的模态参数相比较,证明计算结果是合理的,提出了对结构的修改意见以提高结构的动态特性。     

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。     

基于单缝衍射原理的横梁弯曲法杨氏模量实验仪的结构变形分析

在以单缝衍射原理结合横梁弯曲法测试杨氏模量的实验中,对被测件施加载荷的同时由于反作用力将使仪器结构产生变形,导致狭缝宽度改变并影响最终测量结果。为此,在研究一款此类实验仪结构特点的基础上,以Ansys软件为平台,对产生狭缝的结构采用数值模拟的方法进行了有限元分析。分析结果表明:随着载荷的增加,结构的变形量也随之增加,并且两者之间存在良好的线性关系。通过线性回归分析得到载荷-变形量方程,并以此推导出相关修正公式来对实验时测量所得狭缝宽度进行修正。最后通过制作样机进行实验测试,结果表明:经过修正测量结果更加精确。     

某轨道试验车非线性有限元结构动力学分析

为检验用于标定实验的某轨道试验车是否符合设计要求,对其进行动力学分析。首先采用UG对某轨道试验车进行三维建模,其次利用Abaqus软件建立某轨道试验车的结构动力学有限元模型,最后运用隐式时间积分动力学方法模拟该轨道试验车的牵引和制动过程,并获得整车动态响应和车体的应力、变形以及关键部件应力云图。结果表明:该轨道试验车的车体和关键部件满足设计要求,但牵引系统-牵引杆不满足强度设计要求。分析结果为进一步改进牵引杆结构提供了理论依据,也为轨道试验车的设计提供了参考。     

高速列车刚柔耦合动力学仿真分析

研究了高速列车弹性车体对整车动力学性能的影响。为分析弹性车体对列车运行的影响,首先建立了车体有限元模型,计算了车体的模态,并生成模态中性文件将其导入VI-Rail软件,然后将柔性车体和前、后转向架子系统组装成刚柔耦合整车模型,分析了其对运动稳定性、运行平稳性、运行安全性的影响。通过与刚性车体动力学模型仿真结果的对比表明:弹性车体模型会使整车各项动力学性能指标略大于刚性车体模型。     

基于ADAMS和ANSYS的自行车车架分析

为分析自行车车架在危险冲击载荷作用下的安全性,使用三维造型软件建立了自行车车架前叉组合的三维实体模型,在ADAMS中完成虚拟样机的建立。为使仿真过程与实际情况更加接近,将车架作为柔性体处理。完成运动学分析后将提取的载荷文件导入ANSYS对车架加载,进行有限元分析。根据应力结果对车架结构设计进行安全性评估,对车架的结构设计提出改进方案,确保车架结构安全性和经济性。     

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。     

汽车底盘件结构耐久自动分析系统研究

针对汽车底盘件结构耐久分析中存在的效率低、一致性差的问题,建立了分析流程自动化系统。在载荷分解方面,基于多体动力学、统计学等原理,开发了载荷快速转化、结果自动校核等算法,建立了载荷求解及结果后处理的自动化系统。在有限元分析方面,基于二次开发技术、视图变换等原理,提出了自动建模、批量后处理等算法,建立了有限元分析全流程的自动化系统。基于流程自动化系统进行底盘件分析时,载荷分解效率提高了91%,有限元平均分析效率提高47%,在大幅缩短工作周期的同时规避了人为错误的影响,使分析结果的一致性得到充分保证。利用该系统进行某车型动力总成悬置支架的优化,在10 d时间内完成7版数据的优化迭代,使问题得到快速整改,验证了所开发系统的高效性和实用性。     

矿用自卸车车架振动疲劳寿命分析

为预测某矿用三轴重型自卸车车架的疲劳寿命，在Hypermesh中综合运用壳单元，实体单元，梁单元，焊接单元，刚、柔性连接单元等多种单元建立完整车架有限元模型，分析强度之后对其进行频响分析，得到车架载荷输入与结构应力之间的传递函数；在Nastran中生成车架MNF中性文件，在ADAMS/CAR中建立整车刚柔耦合模型，得到相应的载荷时程曲线，将其进行快速傅里叶变换结合频响分析结果，准确地预估车架疲劳寿命。     

载重子午线轮胎稳态滚动有限元分析

以ABAQUS软件为平台,建立了子午线轮胎稳态滚动分析的三维有限元模型。在有限元模型中充分考虑到轮胎材料、结构的复杂性,轮胎与轮辋过盈配合,轮胎与地面的摩擦等状况,对轮胎在标准气压、额定载荷下的不同滚动状态进行了模拟。分析了不同工况下轮胎接地面的法向应力、摩擦应力和带束层帘线应力分布等滚动特性,为轮胎的结构设计、振动与噪声分析提供了依据。     

某型飞机预警雷达结构动态特性分析

基于有限元法建立天线罩体及其支架的有限元数学模型,对某型飞机预警雷达结构的动态特性进行研究。分析了不同边界条件下天线罩静态特性,得出不同载荷作用下天线罩应力分布情况,通过模态分析得到天线罩的动态特性。     

特种装备专用应急起重装置轻量化设计

根据某特种装备使用、维护和维修的需要,明确该设备专用应急起重装置的设计基本要求,确定总体方案设计。利用有限元软件ANSYS对该起重装置整体结构进行有限元分析,验算整体结构的强度。引入轻量化设计理念,对该专用应急起重装置整体结构进行结构优化,大梁侧板进行了重点的减重处理。有限元分析结果表明,新设计的应急起重装置总体结构在满足强度要求的同时,整体重量从原结构方案的220 kg减轻到181 kg。     

风车状态下翼下吊架强度与振动分析方法研究

翼下吊架是大型飞机发动机与机翼的连接部件,用于传递发动机的载荷,隔离发动机的振动。风车状态(windmilling)是涡扇发动机的非正常工作状态,在飞行过程中由于各种原因导致发动机停车,而在气体动力、转子惯性、阻力矩等共同作用下使得发动机继续转动。在风车状态下,发动机会产生风车载荷,通过吊架传递到机身。通过建立吊架的有限元参数化模型,验证正常工况下吊架模型的强度特性。根据时间历程,并参考CCAR-25相关规定,可将风车状态分为瞬态阶段和稳态阶段。在发动机各种载荷工况条件下,建立了一种关于吊架强度与振动特性的分析方法,并利用Workbench软件进行了算例模拟,对比验证了该方法的可行性。     

板壳随机有限元法及其在起重机伸缩臂可靠性分析中的应用

结合板壳单元，在载荷随机的情况下，给出了利用随机有限元计算大型、复杂结构可靠度的方法，推导了相应的计算公式，计算了ＱＴＪＳ１６０铁路救援起重机伸缩式吊臂的可靠度。结果表明此方法是结构可靠度分析的一种有效方法，可以推广应用于其它大型工程结构的可靠度分析。     

电动钻机步进式平移结构应力监测及强度分析

步进式平移可实现钻机前后左右整体移动,具有移动快速、操作便捷的特点,在丛式井组中应用广泛。针对 在役电动钻机加装步进式平移装置后,能否满足满立根情况下钻机整体平移的问题,开展了钻机平移结构应力监测试 验研究,以川庆钻探公司一台ZJ50DBS 钻机为研究对象,通过有限元分析找出钻机平移时结构受力较大部位的应力 监测点,在钻机无立根工况下进行钻机平移应力监测,再在试验数据分析结果基础上,以强度校核结果为目标值,对钻 机结构有限元模型进行修正,最后在修正模型上施加满立根载荷进行钻机整体平移受力分析。分析结果表明,该钻机 在底座安装步进式平移装置后,能够满足在满立根情况下的安全平移。