车辆随机动载作用下路面动态响应研究

为研究车辆随机动载对半刚性沥青路面性能的影响,利用SIMPACK软件建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型,提取了各轴车轮轮胎法向作用力。在此基础上建立了半刚性沥青路面三维有限元分析模型,分析了车辆随机动载作用下路面的动态响应。结果表明,随机动载作用下路面应力变化与车辆轴数有关,当三轴车辆车轮依次通过路面某一确定位置时,路面各层应力出现3次突变,最大应力出现在中、后轴车轮通过时;在车辆行驶区域,路面各点的最大拉、压应力均随车辆行驶距离和轮胎法向作用力不同而随机变化,轮迹中心线路面各点的垂直应力、水平应力、横向应力和水平剪应力变化频率与中、后轴轮胎法向作用力的变化频率相似,横向剪应力的变化频率与前轮的轮胎法向作用力变化频率相似,而轮迹边缘路面各点横向剪应力变化频率与中、后轮的轮胎法向作用力变化频率相似。     

子午线轮胎接触滑移的有限元分析

采用ANSYS软件非线性分析技术,通过三维体单元、层单元和接触单元,建立了60系列的R15型子午线轮胎的三维有限元模型。使用Pilot节点控制刚性目标面,使充气轮胎在不同摩擦系数的情况下进行接触滑移,得到了各种情况下轮胎接触滑移的印痕分布状况及在摩擦力的情况下轮胎各部位的变形和应力情况,为进一步进行子午线轮胎的动态接触分析和优化设计奠定了基础。     

基于ANSYS的小轮廓农机轮胎有限元模型设计

农业机械工作环境复杂多变,所以对轮胎的技术要求通常比一般车辆高。为此,结合小轮廓农机轮胎(5.50-16)的技术标准,设计其断面轮廓参数;同时,利用AUTOCAD软件绘制轮胎断面轮廓图;通过接口程序将轮廓曲线导入到ANSYS之中,确定材料及参数;采用ANSYS程序中的三维体单元、层单元构建小轮廓农机轮胎(5.50-16)的三维有限元模型。模拟轮胎充气状态下的变形与理论数值进行比较,结果较为合理,此模型可以有效地运用在以后农机轮胎的研究分析中。     

大型预应力混凝土箱式渡槽有限元分析

为了对某大型预应力混凝土箱式渡槽进行有限元分析，在确定计算条件的基础上，分4种工况采用五、六面混合体三维有限元Super Sap计算后处理程序软件，得到了渡槽横、纵竖向应力分布和竖向剪应力分布、跨中槽底竖向位移。结果表明，渡槽预应力锚索布置合理，能满足渡槽结构的应力和变形要求。     

子午线轮胎磨损的计算机仿真

轮胎的磨损直接关系到轮胎的使用寿命.计算机仿真技术能够比较精确地模拟轮胎的磨损变形情况,为此采用ANSYS软件建立了子午线轮胎的三维有限元模型,通过分析轮胎的各个模态得到了轮胎各部位的变形和应力情况, 从而为降低或避免轮胎的磨损提供了一定的理论依据.     

云龙河拱坝施工过程的三维有限元

采用三维弹塑性非线性有限元法，对云龙河拱坝施工过程的实际浇筑、封拱和水库蓄水过程的坝体应力及变形进行了仿真分析，同时分析了施工过程的坝肩层间错层带的变形。计算结果表明施工过程的坝体变形较小，坝体有限元等效应力满足规范要求，坝肩层间错层带错动变形很小，说明大坝结构设计合理，坝肩无错动危险。计算成果为工程项目的实施提供了技术依据，同时对类似工程分析具有借鉴作用。     

基于ABAQUS的子午线轮胎径向刚度建模与仿真

本文根据11.00R20子午线轮胎的实际结构,采用ABAQUS有限元软件,考虑轮胎结构的几何非线性、橡胶材料的超弹性及轮胎与路面接触的非线性边界条件进行三维整体有限元建模,并对轮胎荷载下沉量进行试验验证,仿真结果与试验结果具有良好的一致性。分析了11.00R20子午线轮胎不同胎压下荷载-下沉量关系,并采用最小二乘法拟合得出径向刚度函数模型。     

气压和载荷对载重子午线轮胎接地性能影响

建立了12.00R20全钢载重子午线轮胎三维有限元模型,分析了该轮胎在标准气压不同载荷以及额定载荷不同气压下的接地情况,并对额定载荷和标准气压下的接地情况进行了试验验证,仿真结果和试验结果具有良好的一致性。结果表明,在标准胎压下,随着载荷的增加,轮胎接地面逐渐由椭圆型变成矩型,轮胎接地面上的压力分布呈马鞍型;在额定载荷下,随着胎压的增加,轮胎接地中心压力和平均接地压力增加,接地面积减少。     

RFT内支撑三维结构有限元静力学分析与改进设计

利用AIP创建了基于标准轮辋和轮胎的零压续跑轮胎内支撑三维参数化模型和虚拟装配体,考虑车辆速度、内支撑材料、载荷和受力等因素,通过内嵌于AIP的ANSYS技术模块创建了内支撑三维有限元模型,获得了三维应力、变形和安全系数,并根据分析结果改进了内支撑结构.对比分析改进前后内支撑三维应力,结果表明改进后的内支撑等效应力和最大主应力都小于材料屈服极限,安全系数提高,达到了预期的内支撑安全性能.     

等壳碾压混凝土重力坝层间抗滑稳定可靠度分析

针对以有限元为基础分析碾压混凝土重力坝层间可靠度其功能函数不能显式表达的特点,采用响应面法、JC法、窄界限法原理相结合的可靠度计算方法。由三维非线性有限元对等壳水电站碾压混凝土重力坝各随机变量分位点值的计算结果,采用抗剪断公式构建该电站非溢流坝段层面的功能函数,求得响应面方程,并应用JC法和窄界限法计算层间单元可靠度指标及层间体系可靠度指标,进一步分析材料的变异系数对体系可靠度的影响。结果表明,φ是影响体系可靠度指标的最敏感因子,碾压各层β值一般为4.16～5.70,层间体系可靠度β'为4.12,满足工程要求。该方法计算效率高,实用性强,用于碾压混凝土重力坝层间抗滑稳定可靠度分析是可行的,值得推广。     

ANSYS在滚动轮胎稳态温度场分析中的应用

根据轮胎尺寸、材料性质和工作条件，对滚动轮胎进行了合理假设，建立了滚动轮胎平衡状态下的简化传热数学模型。利用有限元处理方法和ANSYS5．3版大型非线性有限元软件，建立了滚动轮胎态温度场的二维有限无模型。以9．00－2012PR尼龙斜交胎为例，进行了温度场初步模拟计算，获得了轮胎内部稳态温度场分布。通过回归建立了稳态地轮胎内部最高温升随车速变化的简便计算公式，分析了车速对最高温升的影响。计算结果较真实地反映了轮胎的热状况。     

S1100型柴油机气缸体强度及优化分析

以轻量化为目标,对S1100型柴油机气缸体强度进行有限元计算分析。运用参数化特征建模技术建立了气缸体优化设计前后的三维几何模型。以MSC／NASTRAN为有限元分析平台,建立气缸体三维有限元分析模型。利用模态试验技术获得了该气缸体的固有频率并和计算获得的固有频率进行比较,从而验证气缸体有限元模型。通过计算获得气缸体整体应力及位移的分布图,并在此基础上对该气缸体进行轻量化设计,减少3．3kg。优化设计后的气缸体通过计算获知其应力分布更趋均匀合理。     

基于ABAQUS的子午线轮胎接地特性研究

为研究子午线轮胎接地特性的变化规律,利用ABAQUS建立了考虑轮胎非线性的有限元模型,基于轮胎额定胎压下的截面应力分布对模型进行了验证。研究了胎压和载荷对轮胎接地特性的影响。结果表明:在额定胎压下,轮胎的接地印痕近似为椭圆形,接地应力由中心向四周递减;在额定负载下,随着胎压的下降,法向应力的集中区域逐渐向印痕边缘偏移,胎面中心应力减小,产生翘曲现象。     

液压挖掘机工作装置整体集成有限元分析

以某挖掘机的工作装置整体为研究对象，在对液压挖掘机的典型工况进行全面分析的基础上，从系统集成的角度建立了完整的工作装置三维集成有限元模型，对工作装置进行了5种典型工况下的强度、变形及模态分析，并结合实际产品开发进行了验证。分析结果表明，基于工作装置整体的集成有限元分析方法极大地降低了因构件简化等原因而造成的计算误差，提升了产品的改进设计水平。     

车用柴油机机体有限元分析与设

对某车用柴油机机体进行了三维实体建模和网格划分,采用有限元整体分析与子模型分析相结合技术,以ABAQUS为平台进行机体强度有限元分析,确定了气缸体应力集中部位,提出机体结构改进方案.在此基础上,应用MSC.Fatigue软件对改进前后的水套根部子模型进行疲劳强度分析,结合应力测试实验验证改进效果.实验结果表明,气缸体加筋改进后,水套根部交接位置应力降低11%～46%.     

内燃机曲轴应力三维有限元分析

较详细地研究了4125柴油机曲轴的三维有限元分析，包括离散模型、载荷边界条件和位移边界条件。用整体梁元模型与单拐三维块体元模型结合的方法分析了曲轴的弯曲应力分布规律与曲轴动态应力。     

弧形深松铲的有限元分析——基于Pro/E5.0与ANSYS Workbench

采用Pro/E 5.0软件建立弧形深松铲的三维模型,并将三维模型导入到ANSYS Workbench中,在Work-bench中对其进行结构强度、刚度校核以及模态分析,得到其在工作载荷下的变形、应力和模态频率,并在结构尺寸上进行优化设计,使其在结构强度上得到了改进。     

双粗糙面滑动摩擦过程应力与应变分析

建立了具有分形特征的二维双粗糙表面滑动接触模型,考虑材料的弹塑性变形及滑动过程中损伤失效,运用有限元方法动态探讨相嵌微凸体在滑动过程中应力与应变的变化情况.结果显示不同位置的等效塑性应变沿深度的变化规律不同,最大等效塑性应变量发生在摩擦次表层的某一深度处;随着塑性应变的增大,导致材料表层下微观裂纹的萌生,在外载荷持续作用下,表面一定深度处存在着一交错的剪切应力区,这一应力区阻止了裂纹沿深度方向扩展,但却促使了裂纹沿平行于摩擦表面方向的延伸裂纹扩展乃至发生断裂.     

地空两用农业信息采集机器人行走机构仿真

为了保证地空两用农业信息采集机器人在农田中行走时具有良好的稳定性和较强的环境适应性,建立了轮胎-土壤力学模型,针对其静止和行走两种状态添加了不同的载荷,并利用有限元仿真分析原理对不同载荷下的模型进行了求解,分别得到轮胎和土壤的应力、位移和应变的值。建立了行走机构前悬架模型,并对模型施加了一个正弦激励,对其轮胎定位参数进行了动力学仿真分析,得到了各轮胎定位参数的变化量。结果表明:采用双横臂独立式悬架结构,不但提高了机器人的环境适应性,使其行走时轮胎不会陷入土壤中,而且遇到冲击载荷时保证了机器人的轮胎定位参数在合理范围内,使其具备良好的行走稳定性,为地空两用机器人的研究提供可靠的依据。