薄板冲压成形的有限元模拟

薄板的冲压是一个大应变过程，通过建立薄板冲压成形的有限元模型并分析其Mises应力的分布、塑性应变的分布规律以及冲头上的反作用力随时间的变化，得出了该有限元模型符合实际冲压操作的结论。该模型完全可以应用于实际生产。     

电主轴系统有限元分析

基于Hertz接触理论,建立轴承5自由度非线性力学平衡方程,迭代求解角接触球轴承的整体支承等效刚度参数。基于有限元分析理论,建立5自由度轴承结合部力学参数的电主轴系统静力学仿真模型;在外部激励作用下,对电主轴系统进行静力学分析,得到模型在力系作用平衡下的应力应变结果,探讨过盈量对电主轴系统应力应变的影响。对电主轴系统进行预应力模态分析,结果表明,当刀柄锥面结合面在过盈量为12~16μm时,刀柄锥面结合面最小接触压强均大于0,能有效保证刀柄与电主轴锥面结合面的高接触率。电主轴系统工作时应避开538.07 Hz附近的频率。     

基于三维固定裂缝模型的混凝土开裂数值模拟

基于三维固定裂缝模型基本理论,编制Fortran程序,对经典3点弯曲梁在集中力作用下的开裂问题进行数值模拟。固定裂缝模型基于断裂能守恒,通过调整混凝土应力~应变软化曲线来适应不同大小的网格模型。将计算所得的特征点的应力~应变曲线和假定的应力~应变曲线进行对比,结果表明不同网格模型的断裂能基本一致,编制的程序正确,固定裂缝模型在一定程度上能够克服网格敏感性问题。对同一网格模型选用不同断裂能参数进行模拟,比较在相同荷载条件下的荷载~位移曲线和应变包络图,结果比较符合实际情况和基本理论,表明固定裂缝模型能较好地模拟出裂缝的开展过程。     

龙眼力学特性的有限元分析

根据龙眼的几何尺寸和物理参数,用ANSYS软件建立了龙眼的力学模型.采用模型计算和试验测试相结合的方法,确定出龙眼果肉的弹性模量.通过对压缩载荷作用于龙眼蒂部和腰部的有限元分析,得出压缩载荷作用下龙眼内部的应力分布规律,探明了最大拉应力是龙眼宏观破裂的主要原因.     

基于RULA方法的拖拉机驾驶室人机优化研究

人机工程学设计是拖拉机驾驶室设计中非常重要的部分。本文以RULA方法(上肢快速评估法)为核心对各类部件的进行分类,并且对其操纵舒适性进行评价与分级,依据这种评估方法的思想,分析不同操纵方式下人体上肢关节的舒适活动范围,同时以H点为参考建立人体上肢简化模型;依据建立的人体上肢简化模型与关节活动范围,对操纵部件的最优分布情况进行求解,得出方向盘的最佳分布范围,以及侧控台的最佳设计高度为高出H点42~98mm以及266~434mm这两个高度范围之内,此时最佳分布范围为环绕驾驶员753cm~2与899cm~2的类扇形区域。最后依据所得结论对K1804型号拖拉机驾驶室进行优化设计,采用Creo中的Manikin模块对设计结果进行验证,得出RULA值均小于2,验证研究结论有效。该研究方法为拖拉机驾驶室人机工程学设计提供一定的参考。     

板栗真空破壳力学特性有限元分析

以半球形板栗为研究对象,运用有限元方法和传递过程原理建立了板栗真空破壳的有限元模型,并采用间接顺序耦合法对模型进行了求解.模拟与试验结果表明:运用该模型模拟分析板栗真空破壳力学特性可行;真空破壳过程中应力和应变主要沿栗壳边缘分别向弧顶和壳底中心递减分布;湿应力是真空破壳的主导因素;绝对压力对破壳的影响很大,绝对压力的降低不仅使压差应力增大,同时也使湿应力增大.     

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。     

云谷川倒虹吸压力钢管焊接工艺与残余应力研究

以青海省云谷川倒虹吸为工程背景,采用有限元分析软件ANSYS,建立考虑热-固耦合效应的压力钢管全熔透坡口焊三维焊接有限元模型,选用单向顺序耦合法,对输水压力钢管进行数值模拟分析,提出合理的焊接工艺,计算不同焊接工艺的压力钢管焊接残余应力和残余变形分布。焊接热源采用内生热率热源模型,多道施焊过程采用热源生死单元法模拟焊接全过程,从压力钢管施焊后内部残余应力与残余变形的大小及分布等方面进行对比分析,提出压力钢管制作的焊接工艺建议,为实际工程压力钢管制作提供技术依据,为类似工程提供技术参考。     

基于ANSYS Workbench的下肢康复机器人的有限元分析

考虑到下肢康复机器人机构在进行低速运动时,主轴可能会与带轮发生谐振,并且在人体施加的力作用下受压。建立主轴以及各零件三维模型并进行装配,导入ANSYS Workbench中进行线性静力学分析以及模态分析。对其进行应力应变分析,找到轴最大变形以及应力位置,为轴的强度设计提供理论依据。对总装配体进行模态分析,分析六阶模态,进行机械结构的分析改进,得到合理的机构。     

基于生物力学的自走式喷雾机驾驶员下肢姿势舒适性研究

针对人体的关节角度不能准确反映人体的关节受力,导致所构建的模型在模拟驾驶舒适性评价时应用效果欠佳,也不能解释类似舒适性机理等深层次问题,提出通过计算驾驶员下肢的关节力矩方法研究喷雾机驾驶姿势的舒适性。首先在CATIA中建立喷雾机的虚拟仿真模型,通过RAMSIS修改座椅高度和离合踏板距离的参数设定,预测驾驶员在约束条件下的最舒适驾驶姿势,并测量得到下肢关节的角度,对布置参数与各个关节角度的关系进行单变量回归分析,选取与喷雾机最为接近的两组定量,分析得出踏板距离对踝关节影响最明显,最大变化幅度为22.564°。运用雅各宾法对驾驶员的髋关节、膝关节和踝关节的力矩进行计算研究,得出驾驶员下肢各关节舒适性的影响因素都不相同,其中离合踏板的阻力方向和力臂变化对髋、膝关节舒适性影响较大,而踏板阻力的力矩作用对踝关节影响更明显,对以后的喷雾机驾驶室的人机优化和驾驶员人体肌肉力的研究提供依据。     

基于ANSYS的齿形链式切割器刀片受力分析

阐述了齿形链式切割器的组成以及工作原理,并利用ANSYS软件对其核心零件-动刀片建立了有限元模型,进行静力学分析,计算出所选关键点的应力大小及刀片的应力分布规律,找出其受力最集中的位置,为后续切割试验研究提供了理论依据.     

福堂水电站闸室结构有限元分析

结合ANSYS大型有限元分析软件,以福堂水电站2号泄洪闸为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了单孔闸段的三维有限元计算模型,分析了泄洪闸室结构在完建期和正常蓄水位两种工况下的位移和应力分布特征;对比分析了两种工况下,位移变换趋势和应力变换情况。     

土坝扩建加高新老坝体结合面应力应变分析

采用二维非线性有限元分析方法,筑坝材料本构模型选用邓肯E-ν模型,对清林径水库扩建工程加高后主坝进行了应力应变分析,比较全面的了解了土石坝坝体变形和应力分布规律.计算结果表明,新老坝体结合面剪切作用较强,计算应力水平较高,可能发生剪切破坏,产生剪切裂缝.     

AISI-1035钢高温变形下的本构建模研究

基于Gleeble-3500热模拟实验,分析了AISI-1035钢分别在不同热压缩温度(1073,1173,1273 K)、不同热压缩速率(0.3,3.0 s-1)下的变形流动规律及微观组织演变规律,并建立了AISI-1035钢在1073~1273 K下的双多元非线性回归本构模型。实验结果表明:AISI-1035钢的应力幅值随着变形温度的升高以及应变速率的降低而减小;不同变形条件下的应力应变曲线在经过峰值应力后均出现了软化现象,并且高应变速率下动态再结晶的发生使得应力软化比较显著;高应变速率下诱发的局部温升导致应力幅值上升缓慢,从而使得峰值应变水平提升。微观组织分析结果表明:较高的应变速率诱发的局部温升以及动态再结晶促使AISI-1035钢的晶粒尺寸差异较大,热压缩变形温度越高,晶粒粗大现象越明显。所建立的模型预测趋势与实验数据比较吻合,能够较好地反映AISI-1035钢在1073~1273 K下的流动特性。     

车架结构设计优化

以某车架为研究对象,采用参数化有限元分析方法,进行了弯曲和弯扭工况下的应力、应变研究。通过电测量技术得到实验数据,将其与计算模型进行对比验证,以保证有限元模型的合理性,进而对车架进行了全参数化模型的结构设计优化。以整车轻量化为目标,得到了满足结构强度的最优方案。     

客车车身骨架强度与刚度的有限元分析

讨论了客车车身骨架有限元模型的建立。对车身骨架结构进行了水平弯曲、极限扭转、紧急转弯和紧急制动工况下的强度、刚度以及模态分析,得到骨架结构的应力、应变、扭矩和弯矩分布情况。最后通过静态应力试验验证该模型的正确性。     

不同耦合算法的曲轴应力分布及其影响因素分析

以某发动机轴系为研究对象,运用有限元建模,结合动力学、润滑理论对轴系动态应力分布进行分析,采用非线性弹簧(NONL)、动态液压润滑(HD)、弹性动态液压润滑(EHD)对轴系应力进行对比分析,并针对曲轴振动过程中影响曲轴应力分布的因素进行分析.结果表明,不同算法下曲轴的应力分布差别主要是由于曲轴的扭转和弯曲计算结果有差别,同时曲轴在不同时刻不同截面由扭振和弯振引起的应力大小的贡献度不同.以EHD为基本模型进行分析表明,润滑参数油槽对主轴颈应力分布影响较小,只有-2.5 ～2.5 MPa.     

采棉头变速箱中间传动轴的有限元分析

针对采棉头变速箱中间轴在传动过程中失效的问题,在UG NX环境下建立变速箱中间轴的三维模型.应用有限元静态分析方法,建立中间传动轴的有限元模型,通过Nastran解算器,分析出中间轴在工况下的应力分析云图和位移云图,研究结果表明:中间轴的应力主要集中在轴的边缘,应力的大小和分布情况可直观地从后处理图中看出.此分析结果对采棉头中间轴的设计和校核有重要指导意义.     

环状U型隔膜应力分析和结构优化设计

为了降低新型液压隔膜泵用环状U型隔膜总体应力,满足应力均匀分布的设计要求,提高隔膜设计效率,结合有限元法与参数优化法,对环状U型隔膜进行了应力-应变分析和结构优化设计.利用Ansys软件的非线性分析工具,通过对不同位移载荷作用下的环状U型隔膜应力分布图的分析研究,总结了环状U型隔膜应力分布形状以及应力最大和最小位置等规律,并据此对应力最大的隔膜固定、运动支撑端和自由挠曲半圆过渡段进行了结构优化.应用Ansys一阶参数优化方法基本原理,以隔膜的最大应力值作为状态限制变量,以隔膜的单元应力之和作为目标函数,计算出了环状U型隔膜的优化结构相关参数.有限元分析结果表明,经优化设计后的环状U型隔膜在不同位移载荷作用下,最大应力值由0.083 MPa降至0.027 MPa,整体应力值下降,内外表面应力分布均匀,两端支撑部位应力集中趋于缓和.     

有焊接缺陷梁柱节点累积损伤行为的研究

建立Q235H型型钢梁柱焊接节点在地震循环荷载作用下的累积损伤模型,考虑两类不同位置和大小的焊缝缺陷对节点抗震性能的影响,模拟地震作用下对节点进行弹塑性有限元分析,得到具有不同焊接缺陷节点的塑性应变,根据建立的损伤模型计算出相应的损伤指数,以衡量节点损伤程度。结果表明,焊接缺陷的截面分布和尺寸大小的不同对节点损伤产生不同程度的影响,工艺孔附近的焊接缺陷对节点造成的损伤较大,有焊接缺陷节点的损伤指数可达无焊接缺陷节点的2.24倍。