基于刚柔耦合模型的动车组齿轮箱箱体振动特性研究

以国内某型动车组齿轮箱为研究对象,着重研究箱体的振动特性。首先在SolidWorks软件中建立齿轮箱整体结构的三维模型,然后利用ANSYS软件将箱体柔性化,最后在ADAMS软件中建立齿轮系统刚性且箱体柔性的刚柔耦合模型,分析箱体在内部激励下的振动特性。研究结果表明,箱体不同部位的振动特性不同,振动位移较为明显的区域在上箱体顶端和上箱体大齿轮轴承座处,振动速度较为显著的区域在小齿轮轴承座和下箱体大齿轮轴承座处,振动加速度较为突出的区域在小齿轮轴承座和上箱体观察口处。以上研究方法与结论,能够为动车组齿轮箱箱体的结构优化和健康监测提供相应参考。     

基于Workbench的某V型六缸柴油机机体有限元分析

为了保证V型六缸柴油机机体的强度和可靠性满足设计要求，使用Solidworks建立了机体的实体模型，运用ANSYS Workbench的静力分析模块和Fatigue tool工具包，对机体各个气缸在最大爆发压力下的强度和可靠性进行分析。结果表明：其原有结构设计满足强度和可靠性要求，机体位移较大位置主要分布在机体缸盖螺栓附近，而出现应力集中的位置主要是机体上部、下裙部、轴承盖连接螺栓及其附近隔板区域。     

某工程车轴箱结构优化及强度分析

针对某工程车转向架新设计的轴箱存在诸多理论设计缺陷的问题,对其进行结构优化。依据EN 13749:2005《铁路应用转向架构架结构要求的规定方法》,计算了结构优化后轴箱在超常工况、运营工况及起吊工况所受载荷,并对其进行有限元计算。计算结果表明:轴箱满足超常工况、运营工况及起吊工况的强度要求;运营工况时,轴箱应力较大位置处节点的应力计算结果仍在Goodman-Smith疲劳极限包络线内,轴箱疲劳强度满足设计要求。     

焊接机械臂结构设计及关键部件强度分析

以自主研发用于工业中常见的相贯线焊缝焊接的机器人为目标,根据所需机械臂性能及结构要求,确定机械臂 总体设计方案及各个机构形式。运用三维软件SolidWorks实现机械臂整体结构的实体建模。分析机器人在其运动范围 内的极限工况,运用有限元软件ANSYS Workbench完成对其关键部件（基座,大臂,小臂）的有限元静态分析,验证了所 设计机器人结构的可靠性,能够满足任务精度要求,为机械臂的样机制作提供了理论依据。     

高速铁路桥梁新型整体预制拼装桥面系结构设计

为了提高铁路桥梁工业化建造水平,实现下部结构、上部结构和桥面系全装配式施工,提出一种新型整体预制拼装桥面系的结构形式。首先,通过对现行遮板式桥面设置方案的优化设计,提出了采用边墙安装桥面栏杆和声屏障的桥面设置方案,并考虑预制、运输和吊装,调整了细部结构尺寸。其次,基于桥面附属设施设计功能要求和安全性能,提出了预制构件块段划分方式、截面形式,以及预制块段与梁体的连接设计。最后,对这种新型装配式桥面系进行了结构检算,并采用ABAQUS有限元对防护墙的极限承载力进行了数值分析。结果表明:防护墙、边墙和竖墙的强度和裂缝均能满足设计要求,连接件螺栓的抗拉强度和抗剪强度满足要求,考虑砂浆层粘结作用下,防护墙极限承载力为218 kN,满足设计要求。     

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。     

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．     

定轴齿轮箱故障振动特性仿真及实验研究

以单级定轴齿轮箱为研究对象,通过多体动力学软件LMS Virtual. Lab建立定轴齿轮箱刚柔耦合模型,研究了定轴齿轮箱平稳型故障和冲击型故障振动响应频率特征。仿真中考虑了故障及故障引起的转速波动对箱体振动加速度的影响,并通过频谱图分析了箱体振动响应信号频率特征。最后实验模拟了平稳型故障和冲击型故障,实测振动响应信号频率特征能够验证仿真分析结果,从而说明了仿真模型的合理性,为定轴齿轮箱故障诊断提供了理论依据。     

铸铁烘缸主螺栓的设计计算

从压力容器设计基本理论出发,遵照新的《固定式压力容器安全技术监察规程》及有关规定,对铸铁烘缸用主螺栓进行了受力分析,给出了详细的计算方法,除按强度计算外,还应作疲劳强度校核,通过受力分析,给出了全新的强度计算公式,不同于其它基于连接螺栓计算方法,由于提出残余预紧力估算,该项理论分析计算达到较高精度,由此为铸铁烘缸的设计及行业标准的修订奠定了基础。     

微型电动汽车悬架系统设计与平顺性分析

为了开发一款微型纯电动汽车,针对其乘坐舒适、安全可靠的设计要求,分析了悬架系统设计参数并完成了初步设计。为了保证汽车有良好的操纵稳定性,基于Adams/Insight对设计的麦弗逊悬架进行了前轮定位参数优化。在3种极限工况下,对设计的扭转梁悬架模型进行有限元强度分析,以验证其可靠性。为评估整车的平顺性,在随机沥青路面上进行仿真,并经过功率谱密度变换和频率加权得到了3个轴向的加权加速度均方根值。结果表明:优化后的前轮定位参数随车轮跳动有着良好的变化特性;设计的扭转梁悬架满足强度要求;设计的悬架系统使汽车具有良好的平顺性。     

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。     

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。     

基于ANSYS软件对压力容器开孔接管区的应力与疲劳分析

文章利用ANSYS有限元软件对压力容器开孔接管区进行应力分析，获得了开孔接管区的应力强度分布图，得到最大应力发生在筒体最高位置与接管的连接处，[HTK]最大应力强度值为247.478 MPa。然后利用ANSYS进行疲劳寿命分析，将有限元方法与疲劳寿命分析理论相结合，得到累积使用系数均小于1，即开孔接管部位满足疲劳强度的要求，因此该容器是安全的。通过此次分析再次证明了ANSYS软件为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。     

农用喷雾车驾驶室安全强度分析

为提高农用喷雾车的安全性能,避免喷雾车因碰撞、翻车等事故而引发人员伤亡,以某喷雾车驾驶室为研究对象,建立精确的驾驶室三维模型,按照OECD标准试验工况对驾驶室进行有限元分析。分析结果显示:喷雾车驾驶室按OECD标准规定的要求进行加载后,驾驶室部分梁超过屈服极限而产生塑性变形,但是并没有侵入DLV区域,在部分梁焊接位置出现应力集中。在各个试验工况下,驾驶室最大变形满足试验要求,且最大变形发生在加载处,并通过对比得到驾驶室主要结构尺寸对驾驶室强度的影响。通过分析可以使得设计的驾驶室具有足够的安全性,并且为通过实验审核提供了参考依据。     

旋转电极式电除尘器清灰刷试验装置搭建

为了解决盘类转子的动平衡问题,研究设计一种立式的自动平衡机,建立三维机构模型。通过有限元分析的方 法,对其底面的箱体的框架和立柱进行载荷的力学性能分析,得到箱体的应力变化规律。结果验证了平衡机箱体在设计 上的合理性及可行性,表明箱体整体满足设计的标准要求,可为同类型动平衡机整体及部件的设计优化提供了理论依据 与参考,可有效降低产品开发的成本和缩短研发的周期。     

基于“锚杆框架梁+主动防护网”的裂隙岩质边坡治理措施研究

以某高速公路某处岩质边坡为研究对象,采用极限平衡法并结合Hoek-Brown经验强度准则对边坡的治理措施进行有效性评估。该处边坡最典型的特点是岩层层理较薄,节理发育,受风化作用严重,都处于极限平衡状态,较难直接确定计算参数。因此,首先通过现场地质调查获取边坡基本地质信息并确定边坡的典型计算剖面形态,然后采用slide软件反演合适的岩体计算参数,为设计合理的边坡支护方案奠定基础。最后,针对提出的设计方案,分析在3种工况(正常工况、暴雨工况、地震工况)下边坡防护措施的有效性,对治理后的边坡稳定性进行了评估。     

矩形纺丝箱模态影响因素

针对纺丝箱工作状态下存在的潜在振源,利用ANSYS软件建立矩形纺丝箱的整体有限元模型,运用模态分析理论,通过改变箱体支座的约束方式、内部压力和材料弹性模量等参数,分析比较了前10阶固有频率的变化规律。结果表明：在同一约束方式下,箱体的低阶频率比较相近;在不同的约束方式下,低价频率差距明显,但随着频率阶数的升高频率逐渐趋于一致;内压作用下箱体的变形很小,导致对固有频率的影响很小;材料的弹性模量与结构的刚度有关,随着温度的升高固有频率会下降,且其对高阶固有频率的影响大于低阶固有频率。     

某重型载货汽车车架柔性化建模及疲劳分析

针对某重型载货汽车车架局部出现的疲劳寿命问题,通过有限元理论生成车架的模态中性文件,并对车架进行静力分析及强度校核。利用虚拟样机技术,建立考虑车架弹性的整车刚柔耦合模型,并对刚柔耦合整车模型进行随机路面不同速度下的整车动力学仿真,提取车架关键边界载荷谱。利用S-N疲劳设计方法,选用疲劳分析软件nCode Design-Life对车架进行疲劳可靠性分析,得到车架在不同工况以及不同车速下的疲劳寿命结果及损伤位置。结果表明:车架的最小寿命满足行驶要求,并为车架的优化设计提供了理论依据。     

阶次跟踪在行星齿轮箱非平稳信号故障诊断中的应用

齿轮箱行星轮系复杂的结构导致常规的频谱和解调方法在分析此类振动信号时,频谱会出现"模糊"现象,不能有效提取齿轮箱行星轮系故障特征频率。为此,提出了一种阶次跟踪新方法,把时域非平稳信号在角度域进行等角度重新采样,变成角度域平稳信号,再对角度域平稳信号进行傅里叶变换可得到阶次谱。考虑转速对故障频率的影响,总结了齿轮箱太阳轮、行星轮和内齿圈的故障阶次特征表。通过对风电齿轮箱振动信号的阶次分析,实现了变转速工况下的故障诊断。结果表明:阶次跟踪方法能够识别时变工况下齿轮箱行星轮系故障特征频率并对故障进行准确定位,体现了阶次跟踪技术在时变工况下故障诊断的优势。