基于ANSYS的扶梯桁架地震屈曲分析及结构优化

以自动扶梯桁架为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对其桁架地震下安全性能进行分析并进行结构优化。首先通过分析地震大变形载荷作用下的桁架力学特性并与试验所得结果进行对比,然后对扶梯桁架进行非线性屈曲分析,得到地震时相应载荷作用下的变形、应力、反力和回弹特性,并对扶梯在地震作用下的安全性进行评价,最后对桁架结构进行优化设计。试验结果表明,分析方法准确可靠,可用于扶梯安全性的分析评估。     

增压器压气机叶轮有限元静强度分析

增压器压气机叶轮是内燃机的重要零部件之一,对于内燃机的性能有着至关重要的作用。本文利用有限元分析方法,对某型号车用涡轮增压器压气机叶轮建立有限元模型,对叶轮在离心载荷作用下的应力状态进行数值模拟,对于增压器压气机叶轮的设计及优化有着重要的指导意义。     

农用车车架分析与优化

车架作为车身结构的主要承载部件,不仅承担车身的内外大部分载荷,而且其性能对整车性能有较大影响.文章以某农用载货车车架为主要对象,基于有限元分析,仿真模拟车架在静态载荷情况下的受力变形情况,结果表明:改进后的结构在载荷相同作用下最大应力和最大变形量都有所降低,其结构能够更好地满足强度和刚度要求,它对提高农用载货汽车的动、静态性能,具有重要的意义.     

蜻蜓翅膀结构刚度有限元分析

以蜻蜓翅膀为研究对象,应用CAD和有限元分析软件ANSYS建立蜻蜓翅膀的有限元模型,通过静力学分析确定:蜻蜓翅膀脉络结构中主脉为主承力结构,主脉与次脉协调作用,使整体结构更为合理。根据蜻蜓翅膀起皱结构的特点,建立四边形、交错四边形两种褶皱结构网格模型,分析不同载荷作用下的力学性能。结果表明:相同均布载荷作用下,起皱的高度越大,结构变形量越小;在相同的起皱高度下,随着载荷的增加,变形量也随之增加,但起皱高度越大,随载荷增大的变形量越小,同时四边形网格结构的刚度稍大于交错四边形网格结构;在相同载荷作用下,有膜网格结构的变形量总是小于无膜的网格结构。     

小麦脱皮机转子预弯工艺及优化设计

小麦脱皮机转子是小麦脱皮机的核心结构,脱皮机转子在运转时会受到离心载荷的作用,进而引起转子纵梁的变形。文中通过对转子模型的有限元分析,对转子在高转速工况下的离心变形及应力分布进行研究,分析结果表明在沿纵梁长度1/2处转子纵梁的变形量最大,其应力值在安全范围内。采用灵敏度分析方法及响应面优化理论,对转子纵梁通过预弯施加变形补偿。通过优化补偿,当控制节点P1,P4,P5,P6,P9分别取205.56 mm,210.52 mm,208.21 mm,203.48 mm,209.67 mm时,转子纵梁在受载后的平直度最佳。转子在离心载荷作用下的纵梁沿轴向的平直度同未补偿的纵梁比较最大提高84%,仿真结果验证该方法能有效地抑制转子纵梁在离心载荷下的变形,从而提高脱皮机转子工作的可靠性与稳定性。     

基于双向流固耦合水平轴风力机输出功率分析

针对流固耦合作用影响风力机的气动性能问题,基于CFX与ANSYS对风力机双向流固耦合模拟及未考虑耦合的风力机流场和结构场进行模拟,探究在额定工况下流固耦合作用对风力机输出功率影响情况.通过对比分析耦合前后的叶片表面压力分布、叶片的变形、风轮的扭矩进而研究风力机输出功率的变化.结果表明:考虑流固耦合作用时,风轮压力面的正压值基本不变,吸力面的负压值明显减小,叶片表面的压力差增大,而叶片在流固耦合作用下表面压力分布趋势无明显变化;叶片主要变形集中在靠近叶尖处,且越接近叶尖变形越大,呈非线性分布,叶片在流固耦合后的变形量相对未耦合增大,叶片的变形主要是沿着轴向的挥舞变形;且叶片的扭矩也更大,流固耦合作用下计算风力机输出功率为383 W,比未耦合增大1.6%,与试验值更接近.     

土壤垂直和水平复合载荷-变形关系研究

基于有限元理论分析了土壤在承受垂直和水平复合载荷下的变形规律。首先通过平板沉陷试验分析确定土壤在垂直载荷作用下的载荷-变形关系,接着考虑水平载荷的影响,通过剪切试验确定土壤的复合载荷-变形关系。研究结果表明,水平载荷会造成土壤的滑动沉陷,水平剪切位移与土壤的滑动沉陷量之间呈线性关系。对影响滑动沉陷量的因素进行了分析,其中影响比较大的因素是垂直方向的载荷以及土壤的塑性参数:黏聚力和摩擦角,而土壤的弹性参数:弹性模量和泊松比对滑动沉陷量的影响比较小。     

柴油机针阀偶件高压泄漏量的试验与计算分析

随着柴油机排放法规的不断严格，使柴油机喷油压力越来越高，高压喷射承压偶件配合间隙的燃油泄漏将对喷油过程产生影响。为此。以柴油机喷油器针阀偶件为研究对象，用试验研究和对针阀偶件进行有限元分析相结合的方法，对燃油泄漏量的计算模型进行了探讨，表明针阀偶件配合面在油压下的变形对燃油泄漏量大小有较大的影响，得出高压条件下正确计算间隙间燃油泄漏量的方法。     

土壤在垂直和水平载荷下的复合载荷-变形关系

基于有限元理论分析了土壤在承受垂直和水平复合载荷下的变形规律。首先通过平板沉陷试验分析确定土壤在垂直载荷作用下的载荷-变形关系,接着考虑水平载荷的影响通过剪切试验确定土壤的复合载荷-变形关系。研究结果表明水平载荷会造成土壤的滑动沉陷,水平剪切位移与土壤的滑动沉陷量之间呈线性关系。对影响滑动沉陷量的因素进行了分析,其中影响比较大的因素是垂直方向的载荷以及土壤的塑性参数黏聚力和摩擦角,而土壤的弹性参数弹性模量和泊松比对滑动沉陷量的影响比较小。     

轿车车门刚度非线性优化分析

以某轿车车门为例,对汽车车门结构进行了建模并确定了车门、载荷及约束的处理条件,然后根据该模型利用ABAQUS软件对车门在下沉工况下进行刚度分析,从而得到了车门上较大的变形区域,在释放载荷下,较大的变形区域没有完全恢复初始状态。为此本文对车门提供了优化方案,为车门的设计、改进提供了依据。     

高压及超高压电缆户外充油终端受力分析及计算

电缆户外终端是高压及超高压输电电缆与架空线连接必不可少的附件，其安装环境复杂，承受多种外力载荷作用，在户外终端设计过程中必须充分考虑多种载荷极端情况下其机械强度是否满足要求。通过对户外终端承受的出线导线拉力、风载荷、地震力、短路时电动力分析，运用仿真软件对户外终端在多种外力载荷共同作用下的变形及应力进行计算，并对终端套管与底座法兰、底座法兰与支撑绝缘子连接螺栓进行机械强度校核。     

一种可调节式棚架的设计与应用分析

针对棚架的循环利用率低,使用不灵活,存在安全隐患等问题,提出一种新型棚架结构方案。棚架的长度、宽度和高度都可以调节,可使用面积和体积能够灵活改变,安装、拆卸简单,折叠、运输方便。在此方案基础上,设计一款农用车辆户外停车棚,并建立有限元分析模型。以北京地区10年一遇的大风、雪压载荷的大小为例,对农用停车棚运用ANSYS软件进行可靠性和可行性仿真分析,结果显示在雪载荷0.25kN/m2和风载荷0.30kN/m2作用下的最大变形量分别为0.92mm和12.10mm,在风载荷和雪载荷共同作用下的变形量为13.02mm,小于该尺寸棚架的允许位移值15mm,满足国家建筑结构的安全要求。     

基于有限元法的铰接车摆臂机构改进分析

利用RecurDyn对铰接车进行了动力学仿真,计算出了整车原地转向时车轮连接端的受力。在此基础上,通过三维软件SolidWorks建立了摆臂机构的模型,利用HyperWorks对该机构壳体进行OptiStruct结构有限元分析,得到其各节点的应力应变云图及变形图,发现车辆转向载荷作用下,该外壳结构能达到强度要求而不能达到刚度要求。通过对原结构进行加强与优化,使设计满足铰接车各种工况下强度、刚度要求,为车辆平稳行驶提供保障。     

半开叶轮离心泵叶顶间隙非定常流动特性研究

为研究半开式离心泵叶顶间隙区域的非定常流动特性,应用SST k-ω两方程模型,对半开式离心泵进行了全流道数值模拟,利用快速傅里叶变换(FFT)将各监测点的时域值转换为频域值,并分析了泄漏涡轨迹与叶片载荷的相关机理以及泄漏涡的频谱特性。结果表明:泄漏涡涡核与叶片骨线的夹角θ随着叶尖载荷的变化发生了周期性脉动;泄漏涡加剧了叶尖处的流动分离,在叶片前缘形成了连接叶片表面与泵壳的涡管;在流量为0. 75Qd时,叶顶前缘间隙处扰动主信号为0. 51fB,该频率与二次泄漏以及叶尖处涡管的非定常脉动特性相关;随着流量减小,扰动信号频率有所波动,叶尖泄漏涡破碎位置向叶片前缘移动。     

机舱平台有限元计算

采用有限元方法首先系统计算了Ⅰ型、Ⅱ型机舱主平台在不同载荷作用下的结构应力,详细论述了应力分布特点及随结构尺寸、载荷等的变化规律。然后计算了平台左、右连接方案,以及螺栓预紧力和拉杆拉力等对平台结构变形的影响,提出了合理的平台安装工艺流程。      

分离指结构对膜片弹簧载荷-变形特性的影响

建立了离合器膜片弹簧有限元模型,采用非线性有限元法对膜片弹簧载荷-变形特性进行了模拟计算,研究了分离指结构对膜片弹簧载荷-变形特性的影响。计算结果表明,分离指根部及窗孔结构是影响膜片弹簧载荷-变形特性的关键因素。探讨了窗孔结构对膜片弹簧载荷-变形特性的影响,为膜片弹簧的优化设计提供指导。     

高压渐开线内啮合齿轮泵轴向泄漏分析

为研究高压渐开线内啮合齿轮泵的内泄漏,尤其是轴向泄漏问题,对齿圈与泵体间隙处的轴向泄漏通道进行分析,并建立相应的简化模型,应用Fluent软件计算得到通道内压力沿周向分布的规律,采用所得公式与参数对轴向泄漏进行计算分析,并通过试验进行验证.研究结果表明:高压渐开线内啮合齿轮泵在采用间隙补偿机构时,进出油方式由轴向变为径向,从而导致了轴向泄漏;轴向泄漏与其他途径的泄漏相比更大,是影响该结构泵容积效率的主要因素,轴向泄漏的大小主要取决于齿圈与泵体公差的选择,配合间隙越大,轴向泄漏越大;同时,轴向泄漏也受齿圈偏心率的影响,泄漏量随偏心率的增大而减小.经分析得知,为保证泵在高压下能够保持一定的容积效率,在设计时需要严格控制齿圈与泵体双边间隙的上限值.同时,通过合理的径向力平衡设计控制偏心方向,可以有效利用高压下偏心率的变化缓解一部分轴向泄漏.     

柔性万向节的分析和仿真

以并联机构中的万向节为研究对象,由于转动副存在一定的间隙,对机构的输出造成一定的影响。提出用柔性关节替代普通万向节的思想,对新型转动副进行承载能力及运动变形能力分析。通过有限元分析,表明所设计的柔性转动副在一定载荷和运动范围内是允许的。     

柔性万向节的分析和仿真

以并联机构中的万向节为研究对象,由于转动副存在一定的间隙,对机构的输出造成一定的影响。提出用柔性关节替代普通万向节的思想,对新型转动副进行承载能力及运动变形能力分析。通过有限元分析,表明所设计的柔性转动副在一定载荷和运动范围内是允许的。     

三轴加速度计标定装置工作台的优化设计

为降低三轴加速度计标定装置在工作时所需激振力,对其关键部件工作台进行结构优化设计。利用ANSYS分析了工作台的应力、变形和工作台的质量对工作台主要结构尺寸的结构灵敏度,得到各结构尺寸对工作台应力、应变和结构质量的影响程度;根据结构灵敏度分析的结果在保证工作台的最大应力和最大变形满足设计要求的前提下,以减轻工作台的结构质量为目标进行优化设计。根据优化后的结构参数,重新施加载荷和约束,进行求解,表明经过优化设计,工作台的质量降低35.05%,所需激振力同样降低35.05%,达到了降低标定加速度计时所需激振力目的。