基于有限元的热裂法切割液晶玻璃的仿真分析

介绍了激光热裂法,即利用移动热源控制裂纹切割玻璃。运用有限元软件Ansys的参数化设计语言建立二维模型,对激光扫描玻璃模型进行仿真。通过该仿真研究了切割过程中裂纹尖端附近的应力和裂纹尖端的应力强度因子,讨论了激光功率和激光扫描速度两关键加工参数对切割的影响,并给出了裂纹可连续扩展的加工参数范围。仿真结果表明,以裂纹尖端的应力强度因子为参考进行仿真,可以更直观的解释热裂法机理,并可以对实际激光切割液晶玻璃的加工参数进行更准确的预测,从而减少实际切割的盲目性。     

基于ANSYS的浇口套冷却系统研究

为了降低注塑模浇口套工作时的使用温度,减小其形变以提高使用寿命,课题组以风扇叶片注塑模为例研究注塑过程中高温、高压熔融塑料对浇口套结构的影响。利用有限元软件ANSYS在注塑模型腔最大压力下对注塑模浇口套进行结构研究,在此基础上根据热弹性耦合理论对其进行热力耦合分析,发现在型腔压力一定时注塑模温度增高会导致浇口套形变增加,影响浇口套的使用寿命;故提出一种浇口套冷却系统,并利用ANSYS CFX进行传热流动分析。研究结果表明：冷却系统能明显降低浇口套工作时的使用温度。研究达到了减小注塑模浇口套形变、提高其使用寿命的目的。     

基于ANSYS的换热器管板应力评定

王战辉, 马向荣, 范针对换热器管板受力情况复杂,传统的理论方法难以计算其内部应力分布的现象。借助ANSYS有限元分析软件,以管程、壳程同时开的瞬间工况和正常操作的稳态工况为研究对象,考察其等效应力分布规律;并对其进行应力评定。结果表明：远离换热管和管板的连接区域,等效应力呈均匀分布,为薄膜应力;最大等效应力出现在换热管外表面和管板与壳体的连接处;温度变化明显的地方,热应力也相对较大;对7种工况进行应力评定,针对危险工况,进行改进,效果明显。研究结果对于管板的安全可靠运行提供一定的技术保障。     

基于ANSYS的烘缸应力分析与结构优化

针对高压铸铁烘缸在实际工作过程中其结构不连续区域容易出现断裂破坏等问题,课题组提出了利用有限元软件ANSYS对烘缸整体进行应力分析,得知烘缸的应力强度最大点位于轮毂与缸盖的联接处;采用增大轮毂与缸盖联接处过渡圆角半径的方法进行有限元分析,结果表明：该方法可有效地降低烘缸联接处不连续区域的最大应力,可使烘缸满足应力强度要求,提高烘缸的安全性能。     

基于ANSYS的抛光工业机器人抛光力研究

腕表外表壳抛光系统在实际生产过程中,由于抛光力大小的不合理存在工件抛光精度不足的问题,笔者提出了一种新的抛光力分析方法。这种方法以腕表外表壳为研究对象,应用ANSYS软件建立工件的有限元模型,给抛光轮的力矩一个固定值,对工件施加几组不同的抛光力,观察各组的应力变化情况。通过分析得到不同抛光力与工件等效应力、接触压力以及接触位移之间的关系,并作出等效应力与法向接触压力的变化曲线。仿真结果表明：该方法可以为抛光工业机器人规划出较为合理的抛光力。该研究保证了腕表外表壳的抛光质量。     

基于Moldflow和ANSYS的防眩板有限元分析

通过设计防眩板3种不同的浇口位置和数量,利用Moldflow软件模拟其注塑成型过程,获得各有限单元精确的材料属性和残余应力分布情况,然后导入ANSYS软件进行结构受力分析。结果表明,浇口的位置和数量将影响注塑件的纤维取向、熔接痕等,进而影响防眩板的应力分布和变形状态。因此,为了更精确地分析注塑件的受力和变形,必须考虑注塑成型过程和模具设计的影响。     

基于有限体积应变能密度法的钎焊接头疲劳寿命研究

为了评估钎焊接头的疲劳寿命,课题组构建了不锈钢钎焊接头的疲劳寿命模型。首先通过拉伸实验和低周疲劳实验获得不锈钢钎焊接头的基本性能和疲劳数据,再运用基于缺口应力强度因子（notch stress intensity factor,NSIF）的有限体积应变能密度法,结合有限元和理论计算结果,并综合考虑钎焊后的残余应力来评估钎焊接头的疲劳寿命。有限元计算结果表明NSIF能够准确描述焊缝附近的残余应力,并且应变能密度对网格精度敏感性较低。最后将疲劳实验结果与计算得到的应变能密度相结合,搭建出总应变能密度和疲劳寿命关系模型,为不锈钢钎焊接头寿命评估提供了一种简单高效的方法。     

基于ANSYS的热成形模具结构优化

基于冲压成型工艺试验分析系统,针对模具内材料受热膨胀将对模具导向装置及结构造成干涉的问题,利用有 限元分析软件ANSYS对模内温度场进行热力耦合分析,得出各部分材料的热膨胀程度。为基于正向压边模架的模内加 热装置提供可靠的实验参数和热力学设计依据,提高了模具结构设计的合理性,达到优化设计的目的。     

基于ANSYS二次开发的圆柱壳双开孔接管应力分析

针对过程装备中经常遇到的圆柱壳双开孔接管结构模型,以ANSYS10.0为平台,Visual Basic6.0和APDL语言为开发工具,进行了参数化有限元平台设计,有效地提高了设计效率。并进一步利用此平台进行分析计算,得到了在不同载荷工况、不同接管间距下,相邻两接管间经向筒壁的薄膜应力强度分布规律,为此类结构安全评定及优化设计提供有效手段。     

基于ANSYS Workbench的角接触球轴承摩擦热仿真研究

为探究角接触球轴承的生热和机械性能对其工作精度和使用寿命的影响,课题组基于Palmgren摩擦生热理论,建立了轴承热 结构耦合模型;利用ANSYS Workbench有限元仿真软件分析了不同转速和载荷对轴承温升的影响,求解出轴承零件的温度分布;将仿真结果与实验结果的变化趋势进行比较,验证理论模型的正确性,最后得到轴承的热特性规律。结果表明：随着内圈转速的加快和轴向载荷的增大,各部件的温度都会升高,其中滚珠的温度升高幅度最大;且转速对生热量和温升的影响更显著。该研究结果可为轴承结构的热优化设计提供参考。     

基于ANSYS的复合型阶梯变幅杆动态特性研究

为了对某复合超声变幅杆进行动态特性研究,基于变幅杆设计理论,利用仿真软件MATLAB和ANSYS对其进行动力学分析。根据复合变幅杆的3个主要设计参数,即面积比、端口直径和圆锥过渡长度,对变幅杆进行有限元仿真试验,记录每组试验的共振频率、放大系数及最大响应应力等动态性能参数进行分析。结果表明：面积比或端口直径越大,有限元得到的共振频率和放大系数越偏离解析值,最大响应应力也越大;圆锥过渡长度越大,有限元得到的共振频率和放大系数越接近解析值,最大响应应力也越小。3个设计参数对变幅杆动态特性都具有显著影响,过大的面积比或端口直径都有可能导致变幅杆失真而无法工作或是最大响应应力超出材料的许用应力导致变幅杆损坏。增大圆锥过渡长度可以减小共振时产生的频率误差和最大响应应力值,但同时会减小放大系数。     

含孔边双边裂纹的各向异性板反平面问题

首先研究了含孔边裂纹的各向异性材料在反平面剪切载荷作用下的反平面问题,得到了用级数表示的基本解和应力强度因子,之后用边界配置法求解了应力强度因子.通过算例分析表明本方法精度高,运算量小,具有一定的工程应用价值.     

基于三角白化权函数的企业创新能力评估及其实证研究

本文从创新要素入手,构建基于三角白化权函数的企业创新能力评价体系,并用之于评估一实际企业的创新能力.为验证评估结果,引入古林法与模糊综合评价相结合的方法对同一对象进行二次评估.对比前后两次评估,发现其结论基本一致,这表明用该方法评估企业创新能力,是比较客观、准确、可行的.     

基于ANSYS Workbench的胶带硫化罐吊装机械手动力学研究

为了研究胶带硫化罐吊装机械手整机的动力学特性,应用有限元分析软件ANSYS Workhench建立有限元模型并 对其进行了静态结构分析、模态分析和谐响应分析,得出了吊装机械手的静态结构应变、前6阶模态和在额定负载作用 下的谐响应特性。通过对结果的分析,找出了该机械手Z轴的刚度和伺服电机的运动参数是影响该机械手稳定性的主 要因素,为后续优化设计和控制系统设计提供了理论依据和参考。     

基于ANSYS的中药浸膏微波真空干燥罐体的结构优化

针对中药浸膏微波真空干燥设备工作时出现的封板反复变形及旋转轴与封板连接处气体泄漏的问题,文章基于 ANSYS的手段和理论分析,设计了旋转轴支撑方式的封板以及旋转密封与平面密封相结合的密封方式,优化了中药浸 膏微波真空干燥罐体的结构。改进后的设备结构受力均匀,最大应力发生在封板近中央处,封板的变形及设备漏气的问 题得到了有效的控制。优化设计提高了设备的安全性及可靠性。     

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。     

B4Cp/6061Al复合材料的热变形组织演变研究

为探究B4CP/6061Al复合材料的热变形组织演变规律,进一步优化材料的性能,课题组采用控制变量法,利用热压缩试验分别探究了在不同热变形条件(变形温度、应变速率及应变量)下B4CP/6061Al复合材料的微观组织特征。结果表明：变形温度越高,6061铝基体内部原子的热激活能增大,动态再结晶的形核速度提升,晶粒尺寸也不断增大;随着应变速率增大,复合材料发生动态再结晶的时间缩短,阻碍了晶粒的生长,不利于6061铝基体发生动态再结晶;应变量增加,复合材料的流变应力增大,提高了6061铝基体动态再结晶的形核效率。在不损害复合材料塑性的前提下提高强度和韧性的方法,对改善材料塑性成形能力和优化成形工艺（如轧制、锻造、挤压等）有借鉴意义。     

基于有限元法的含裂纹平板应力强度因子研究

许多结构和设备由于材料本身原因或使用不当会产生表面裂纹。应力强度因子是用来判定含裂纹的设备或结 构是否会失稳甚至断裂的重要依据。文中选用存在表面裂纹的有限大平板,用1/4节点奇异单元,建立含表面半椭圆裂 纹的平板有限元模型,利用ANSYS对此模型进行应力强度因子的求解。建立不同的模型进行对比分析,得出不同的裂 纹长度、深度、板厚等因素对裂纹尖端应力强度因子的影响情况,以及应力强度因子沿裂纹前缘分布规律。发现裂尖处 应力强度因子随着裂纹长度的增加而减小,随着裂纹深度的增加而增大;裂纹前缘的应力强度因子,在裂纹最深处最大, 由裂纹尖端向裂纹最深处呈现逐渐增大的变化规律。     

N80 钢/SiO2 基涂层/油井水泥石的界面特征研究

为了提高固井一界面的胶结强度,采用热化学反应法在N80 钢制套管钢基体上制备SiO2 基陶瓷涂层作为套管和水泥石之间的过渡层。通过X 射线衍射结构分析、扫描电子显微镜和体视显微镜形貌观察以及划痕仪涂层结合力测试,研究了N80 钢/SiO2 基涂层/油井水泥石的界面微观结构特征和结合行为。结果表明,陶瓷涂层内部和陶瓷涂层/水泥石界面分别产生了新相MgAl2O4 和Ca54MgAl2Si16O90;陶瓷涂层与钢基体结合力的临界载荷在40 N 左右,陶瓷涂层的制备起到了提高套管与水泥石结合强度的作用。