环保垃圾车刮板有限元分析及轻量化设计

刮板是环保垃圾车收集垃圾的主要工作部件。本文建立了刮板的三维模型和有限元模型,获得了最大载荷作用下各部位的应力应变的分布,并根据有限元模型计算了模态频率和模态振型,最后采用灵敏度分析方法对刮板结构做了轻量化设计。改进后的方案已经应用于实际生产,降低了材料成本。     

汽油机曲轴圆角和下沉量的研究

以某汽油机曲轴为载体,计算分析了曲轴的静态性能,并改变圆角半径和圆角下沉量的大小,分析对曲轴强度的影响,从而为圆角滚压工艺选取曲轴圆角参数奠定理论基础。     

直线共轭内啮合齿轮泵齿轮接触强度的有限元分析

针对采用传统经验公式分析计算齿轮泵齿轮接触强度存在计算过程相当复杂、繁琐,误差较大的问题.在分析齿轮受力情况基础上,采用有限元法对直线共轭内啮合齿轮泵齿轮接触强度进行计算,并与经验公式计算的接触强度进行比较分析.结果表明,两种方法计算结果基本吻合,证实了采用有限元法分析计算的可行性与优越性,为直线共轭内啮合齿轮泵齿轮的设计、选材提供了一种新的方法,具有一定的工程应用价值.     

支持自动建模的螺杆转子CAD／CAE集成系统

螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件.建立螺杆转子CAD/CAE集成系统,能够大大提高其设计开发效率和质量.本文分析了集成系统总体方案,采用Pro/Engineer开发工具Pro/Toolkit提供的函效实现了螺杆转子三维实体模型的参数化设计;通过VisualC++对ANSYS命令流APDL语言的封装和调用.实现了螺杆转子有限元分析命令流文件的自动生成.在主界面输入螺杆转子设计参数后,集成系统能够自动完成螺杆转子三维实体建模和结构有限元分析.     

基于特征线方程N—S方程非增量型分离算法

为克服传统有限元方法求解流场时由于对流项占优而引起的求解振荡和基函数选择困难的问题,推导了基于特征线方程的粘性不可压N-S方程的增量型和非增量型分离算法的公式及求解步骤,并讨论了两者的Babuska-Brezzi条件.沿着特征线方向,N-S方程的对流项消失,方程矩阵是自伴随矩阵,可以自动满足有限单元法中能量泛函最小的要求,并可以给出合理的粘性耗散项.动量方程的求解采用非增量型分离算法,压力和速度可以采用任意阶次的插值函数,离散后的方程自动满足Babuska-Brezzi条件.为验证算法的可靠性,采用T3P3空间等阶次U-p单元计算了方柱绕流.结果表明：基于特征线方程的非增量型分离算法可以很好地应用于粘性不可压流场的计算,与目前流行的其它方法相比,该算法有明显的优势.     

股骨假体仿生微结构设计与分析

目前全髋关节假体性能与真实人体骨骼之间存在巨大差异,容易导致术后假体失稳,仿生微结构可有效解决由于应力遮挡引起的假体失稳问题。基于此,设计了新型仿生微结构股骨假体,以仿生结构(六面体立方、面心立方和体心立方单元结构)构建模型,模型之间保持相近的孔隙率(43%),进行有限元仿真模拟压缩试验,分析仿生微结构的变形、屈服应力、弹性模量等。研究发现,结构的等效弹性模量下降到24.0 GPa左右,与人体皮质骨17.0 GPa相近,其中体心立方结构最小,为22.2 GPa。在3种模型中,六面体立方的稳定性、刚度最强;体心立方的位移最大。研究表明,多孔仿生微结构能够降低弹性模量,改善应力遮挡问题,并对骨骼内生长具有促进作用。     

基于有限元及试验技术的制动盘模态分析

针对制动噪声,基于有限元理论和方法,利用有限元分析软件MSC.NASTRAN对某盘式制动器制动盘进行模态分析,得到其固有频率和振型。同时,运用模态试验技术的锤击法对该制动盘进行模态试验,得到了试验模态参数,验证了有限元分析结果的准确性。研究表明,该制动盘前8阶固有频率主要集中在1~10 kHz范围内,对盘式制动器中高频制动噪声具有较大的影响。     

南水北调中线工程特大型预应力矩

针对南水北调中线工程流量大、水头损失小、跨度大、荷载大的超大型渡槽结构，建议使用预应力结构，提出了钢绞线的布置情况和模拟技术，并采用有限元技术进行三维空间计算，比较渡槽施加预应力前后的受力特性。计算表明：超大型渡槽具有明显的三维受力性能，使用一般平面梁板结构模型受力不明确；使用预应力技术可以满足抗渗抗裂要求。     

深层搅拌桩在堤防修复中的应用及效果评价

介绍了深层搅拌桩在堤防修复工程中的应用。根据工程地质和水文地质条件,建立处理区域的三维有限元模型,分析其渗流性态和稳定特性。结果表明,深层搅拌桩应用于堤防修复中满足工程要求。     

基于有限元的盘式制动器耦合场研究

盘式摩擦制动器在汽车上有着广泛的应用。但该制动器在制动过程中因制动器温度的急剧上升,将使制动性能降低,甚至有可能导致制动器失效,因此制动器温度和应力分布对制动器的寿命及制动性能有着重大影响。本文采用有限元方法对制动器的耦合场进行了分析研究,耦合分析结果表明:在制动开始阶段,制动器迅速升温,高温区集中在制动器摩擦面表层,最高温度达195℃;制动过程结束后,整个制动器有一段较长时间的降温过程;制动器的最大热应力-时间曲线变化规律不一致,但均满足材料强度要求。