有限元法在木材模态特性分析中的应用

木材模态特性是木材物理力学性质很重要的一个方面,尝试将有限元法引入到木材的模态分析中来,并用有限元分析软件来获取木材的振动频率。通过与FFT试验模态分析的结果比较可知:模拟结果偏低,但2种方法得出的频率较为接近,两者拟和效果较好,在软件分析中选取的支架桥面合一的材料模型是合理的,材料单元的选取和网格的划分也是可行的。     

基于LS-DYNA的铧式犁结构优化设计及性能分析

基于LS-DYNA法建立犁体与土壤的耦合接触有限元模型,讨论不同犁体导曲线、铧刃角、安装角、端点角、耕作速度对耕作过程翻垡效果和犁体应力影响,并进行试验验证。结果表明：椭圆曲面比抛物线曲面耕作时阻力更小、土壤翻垡效果更好,阻力降低5.6%,翻垡距离提升14.8%;对犁体前进速度、铧刃角、安装角、端点角进行单因素分析,发现翻垡距离随着速度增加而增加,而随着铧刃角、安装角、端点角呈现出先增大后减小的趋势。因此,通过选取合适的速度与结构参数可以提升铧式犁的翻垡性能,减低犁体阻力。     

车辆等速万向节球形壳终锻成形数值模拟

采用刚粘塑性有限元法模拟了车辆等速万向节球形壳温缩口成形过程,得到并分析了锻件终锻成形后的几何形状,应变场分布规律。有限元数值分析为模具设计和实验压机的选型起到了指导作用。     

渐开线斜齿圆柱齿轮弹性变形的三维有限元分析

主要针对重载齿轮传动系统中的渐开线斜齿圆柱齿轮的弹性变形,采用大型集成化设计工程分析软件系统Ｉ－ＤＥＡＳ,建立轮齿的三维实体有限元计算模型,确定边界条件后,对其６个不同接触位置分别进行了受载弹性变形的有限元精确分析计算,并给出了部分计算结果。     

丘陵山区多功能茶园管理机变速箱齿轮寿命预测

为预测丘陵山区多功能茶园管理机变速箱齿轮的失效部位以及使用寿命,采用CAXA CAD和Solidworks软件建立茶园管理机变速箱齿轮副三维有限元模型.通过分析齿轮副在载荷作用下的力学特性,得到齿轮的范·米塞斯(Von Mises)应力、位移及应变分布情况,最大范·米塞斯应力约为209.63MPa,小于材料的屈服极限,齿轮根部不会发生断裂.运用极大似然估计法建立齿轮的三参数Weibull分布函数和概率密度函数.预测齿轮的失效概率和平均失效时间,得到齿轮工作1 000h失效概率为98.04%,平均失效时间约为642h.运用Simulation疲劳分析模块对齿轮进行疲劳寿命分析,仿真结果表明,齿轮工作700h左右完全失效.该研究分别从齿轮失效概率和疲劳失效两个角度对其使用寿命进行预测,并且得到相近的结果,从而为茶园管理机变速箱的维护提供参考.     

基于均匀化理论的根土复合体三维本构关系

黄土高原水土流失严重，自然灾害频发，而植被可有效减少浅层滑坡，其中根系加固是对环境有利的土壤稳定措施。为定量研究植物根系对土体的增强效果以及根土复合体在力的作用下的变形发展规律，该研究将根土复合体视为天然纤维增强复合材料，基于均匀化理论，构建根土复合体的数值计算模型。利用有限元软件的二次开发功能，建立周期性边界条件，对根土复合体单胞的等效弹性模量和强度参数进行计算；通过根土复合体的三轴压缩试验和数值模拟，验证单胞计算理论的准确性；最后对单胞进行细观力学分析。研究表明：1）该研究建立的根土复合体单胞模型，可有效预测其等效弹性参数，与试验相比，轴向弹性模量相对误差为2.2%。2）单胞模型可以预测根土复合体的黏聚力c和内摩擦角φ，与试验相比，c和φ仅相差4.41 kPa和0.93°；在保证精度的同时大大提高了计算效率（与标准尺寸试件模型相比减少了90%的单元数）。3）根系的存在允许土体产生更大的变形和承受更大的应力。研究成果从周期复合材料的角度为黄土高原根系固土机理研究提供了新思路。     

车用永磁直流电动机齿槽转矩优化设计

运用能量法和傅里叶分解法,针对车用永磁直流电动机的齿槽转矩产生机理,推导其齿槽转矩解析式。采用ANSYS Maxwell有限元仿真软件对永磁直流电动机进行二维瞬态磁场分析,通过有限元分析的方法研究不同槽口宽度和不等厚永磁体对永磁直流电动机齿槽转矩的影响。为样机齿槽转矩的优化提供一种合理的槽口宽度和不等厚永磁体组合。结果表明,该优化组合方案可以有效地削弱样机的齿槽转矩。     

动静压可倾瓦轴承有限元分析

对动静压可倾瓦轴承进行了有限元分析，同时还给出了孔式环面浅腔节流动静压可倾瓦轴承油腔尺寸的取值范围。     

基于有限元法的竹集成材新中式椅轻量化设计北大核心

以竹集成材为原料,开发设计了一款新中式椅,并基于有限元分析技术,利用ANSYS Workbench对该椅进行静力学分析,根据所得位移云图与应力云图,针对竹集成材家具产品“自重”大的问题,对该椅进行轻量化设计。在结构优化设计所得参数基础上,综合考虑椅子的整体造型,以及各部件之间尺寸协调性,最终得到耗材最少、质量最轻、结构最优、具有现代感的竹集成材新中式椅设计方案。