CAE技术的发展与在农业机械设计中的应用

阐明计算机辅助工程分析技术的相关内容,发展概况和趋势。介绍了CAE技术在农业生产中的应用情况。根据有限单元法的原理和方法,例举其中的有限元技术在4DL谷物联合收割机电子控制设备减震系统设计的实例,写出具体分析和求解过程。     

振动式深松中耕作业机的振源部件设计及有限元分析

文章介绍了振动式深松中耕作业机的总体结构及工作原理,阐述了关键部件—振源部件设计过程,对振源部件从动轴部装受力分析给出了基于MATLAB的求解图形表达,提出其数学解析表达式,并对其进行了有限元分析。研究表明,振源部件的设计满足结构和强度要求,为机具的设计提供了理论基础。     

小波分析在振动攻丝扭矩信号滤波中的应用

介绍了小波分析理论及小波变换的快速算法，讨论了该理论在振动攻丝扭短采样信号滤波中的应用，通过对所获得的扭矩信号进行小波变换，将其分解成若干个互不重叠的频带，利用阈值量化处理的方法去除噪声（高频信号），再将剩余部分进行重构，形成了抑制噪声的滤波信号，实验结果表明，该方法对采样信号进行滤波是十分有效的，对提高扭矩测量值的计算精度很有利。     

小波分析在振动攻丝扭矩信号滤波中的应用

介绍了小波分析理论及小波变换的快速算法 ,讨论了该理论在振动攻丝扭矩采样信号滤波中的应用 ,通过对所获得的扭矩信号进行小波变换 ,将其分解成若干个互不重叠的频带 ,利用阈值量化处理的方法去除噪声 (高频信号 ) ,再将剩余部分进行重构 ,形成了抑制噪声的滤波信号 .实验结果表明 ,该方法对采样信号进行滤波是十分有效的 ,对提高扭矩测量值的计算精度很有利     

基于CATIA的大型农具机架有限元分析与结构优化

农机具大型化使得机架的结构愈加复杂,机架的强度、刚度及稳定性等问题突显,传统的结构分析方法解决此类问题存在较大难度。文章利用CATIA的有限元工程分析模块在三维仿真机架上建立了各零部件间具有联接和力传递关系的有限元模型,模拟真实环境下的工作状态,由计算机处理后给出图形及数据形式的变形和应力情况,调整设计并优化结构。实践表明,基于CATIA的有限元分析与结构优化为大型机构的设计提供了可行、快速与精确的现代化解决方案。     

阀门执行器端盖设计及有限元分析

阀门执行器是工业控制中大量使用的用于阀门启闭的自动化器件,当其在爆炸极限工况下使用时,容器内产生的压力会使端盖产生变形,造成端盖的结构应力和变形分布不均,其中端盖厚度参数对其变形的影响尤为显著。本文通过公式计算和经验数据的数值缩比,对端盖厚度取2个极限值,利用有限元软件ANSYS对极限值区间内的不同端盖厚度进行静态受力分析,选取3 mm作为设计厚度。为更好地验证设计的合理性,对整个端盖进行建模和爆炸数值模拟,结果显示最大应力值小于端盖材料的抗拉强度255 MPa,端盖最大位移量小于1 mm,变化范围较小。结果表明,设计具有一定的可行性。     

航空发动机转子叶片三维有限元振动特性分析

叶片是航空发动机的主要零件之一,结构及承载情况十分复杂。在实际使用中,由于叶片的振动破坏而造成发动机失效甚至飞机失事的例子时有发生。因此,对叶片的振动特性分析就显得尤为重要。根据叶片的实体结构建立了叶片的三维有限元模型,编制了叶片振动特性分析的有限元程序(Fortran语言,约8000余句)。采用子空间迭代法计算叶片的频率。利用开发的软件对影响压气机叶片振动特性的几个因素进行了分析。经算例考核证明,计算模型和程序是正确的、有效的,具有较高的计算精度。为转子叶片的疲劳损伤及可靠性分析,提供了一个有效的、灵活的研究手段,具有应用价值。     

采油井口非标准卡箍设计及有限元分析

对采油井口装置非标准卡箍进行理论计算和用ANSYS进行有限元分析,获得了卡箍危险部位应力以及整个卡箍的应力分布规律。通过理论计算结果和有限元分析结果的比较,说明卡箍有限元分析更为准确方便,为非标准卡箍的合理设计提供了理论依据和改进意见。     

裂缝性岩石振动特性研究及有限元分析

高频谐波振动冲击钻井技术的研究与实现对丰富钻井方法、促进油气井工程发展具有重大意义,而有关岩石振动特性的研究是实现该技术的关键。建立了裂缝性岩石固有频率的理论计算模型,给出了岩石在简谐振动激励下的稳态响应,应用有限元软件分析了岩石材料特性、裂缝尺寸等因素对岩石振动频率的影响,对理论模型加以验证。研究结果表明,当激励频率与岩石固有频率相接近时,岩石的振动响应会出现峰值;岩石的弹性模量越大,固有频率越大;裂缝长度越长,宽度越大,岩石的共振频率越小。裂缝性岩石振动特性的研究对高频谐波振动冲击钻井技术理论体系的完善具有重要的参考意义。     

计算机技术在水利工程爆破实验教学中的应用

爆破实验具有一定的危险性,一些实验现象难以观测和记录,影响了实验教学效果。利用数值模拟软件ANSYS/LS—DYNA来进行计算机辅助实验教学,弥补了传统爆破实验的不足,有效保证了高危实验的安全性,并且可以显示实物实验不易记录的过程和现象,拓展了学生学习的信息量。利用该软件,学生可以在计算机上进行实验,观察和学习实验结果。这种实验教学方法赋予学生新的实验手段,扩展了实验范围,提高了学生的学习兴趣,取得了良好的教学效果。     

油气管道的锚固法兰结构设计与有限元分析

锚固法兰按照常规计算方法得到的各部位尺寸较为保守,重要部位的结构尺寸往往不合理,局部应力过大,缺少必要的分析优化过程.以某规格高压、大口径锚固法兰为例,采用理论计算与有限元分析方法相结合进行设计计算.结果表明:在法兰的圆角处和管颈处有最大的应力强度分布,其余位置的各应力分量均较小,强度校核满足要求,结构设计合理.因此,锚固法兰设计计算结合有限元分析方法,可确保设计质量,满足不同工程项目锚固的技术要求.     

林木根系黄土复合体的非线性有限元分析

为了揭示林木根系固土的力学机制和林木固坡的抗滑机理,以林木根系黄土复合体为研究对象,采用三轴压缩试验结合有限元模拟的方法,研究了根土复合体的应力应变传递变化。将根土复合体视作单一均匀复合材料,采用非线性弹性模型中的邓肯--张(E--B)模型作为其复合模型,根据三轴压缩试验结果计算出的模型参数,运用非线性有限元法模拟三轴压缩试验中素土和复合根土复合体的应力场和应变场,绘制等值线图。结果表明:土体中加根能显著提高土体的承载力、限制土体的侧向变形、减少土体的沉降量,模拟结果与三轴压缩试验结果基本一致。可以将有限元方法用于造林边坡的应力应变场研究。     

翼铲式马铃薯挖掘铲有限元分析与试验

为提高丘陵山地及小地块的马铃薯收获效率,设计了一种结构轻便、碎土性能良好与手扶拖拉机相配套的翼铲式马铃薯挖掘铲,应用Pro/E软件创建翼铲三维模型,通过ANSYS进行有限元分析,并开展了田间试验.结果表明:翼铲安全系数为3.745,满足预期设计要求;田间试验结果表明,薯、土分离效果好,明薯率为97.5%,伤薯率为1.5%,技术指标符合马铃薯收获规范要求.     

异形温室结构的空间有限元分析

为了给空间索杆单元杂交结构的温室提供设计依据,以异形结构温室为例,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对该温室结构进行了静力线性有限元分析。计算得到3种荷载工况下结构主要构件的应力和最大挠度值:上弦杆σmax=170 MPa,ωmax=26 mm;下弦杆σmax=42.5 MPa,ωmax=20 mm;立柱σmax=29.3 MPa,ωmax=20mm;环梁σmax=55.3 MPa,ωmax=20 mm;檩条σmax=72.6 MPa,ωmax=26 mm。应力和变形结果均满足结构强度要求。该有限元分析方法可以推广到类似的温室结构的空间索杆单元杂交结构。     

山地果园单轨车轨道结构有限元分析及优化

目前的山地果园单轨车运行稳定,但振动传导直接,振动对结构影响大,为了准确计算和优化单轨车结构,基于ANSYS参数化设计语言(APDL)对单轨车轨道结构建立了参数化有限元模型,并进行力学分析,得出了包括应力、应变、固有频率、谐振响应曲线等结果,并用振动试验验证了有限元模型的准确性。在此基础上实施优化设计,在保证安全性、稳定性的前提下,单轨车总重量减轻了16%,实现了轻量化的目的。     

往复压缩机声学脉动分析及出口管道减振模拟

往复压缩机出口管道振动容易引起管道疲劳破坏,可以通过改变管系内气柱的固有频率来避开往复压缩机的激振频率。结合往复压缩机与管道系统的振动机理及减振方法,建立了往复压缩机结构等效数学模型,利用振动分析软件对机体进行声学脉动模拟,并依据分析结果对其出口管道进行减振设计。研究结果表明:增设孔板可明显降低往复压缩机出口管道的固有频率,使之避开共振响应区域,降低管系气柱压力不均匀度和脉动幅值。模拟结果为往复压缩机的安全使用与疲劳计算提供了科学依据,也为后续的配管设计工作提供了参考。     

黄河泥沙碟式分离机转鼓有限元分析

针对黄河泥沙碟式分离机结构设计,分析了转鼓壁离心应力产生的原因;利用ANSYS软件对分离机转鼓结构进行动力学建模和有限元分析,以满足转鼓强度、刚度使用要求,为分离机转鼓结构改进提供了理论和技术依据.     

葡萄果实碰撞损伤试验研究及有限元分析

针对葡萄在收获、储运过程中的碰撞损伤问题,对其进行不同高度的跌落碰撞试验,采用高速摄像机拍摄碰撞过程,分析跌落碰撞速度与果实碰撞损伤程度之间的关系;进行应力松弛试验;基于ABAQUS建立葡萄果实碰撞力学模型,进行跌落碰撞仿真试验,并对其进行有限元分析,将有限元分析结果与碰撞试验结果进行比较。结果表明:当葡萄的碰撞速度从0.5m/s增大到3m/s时,变形量从1.1mm增加到4.2mm,恢复系数由0.5减少到0.4;当葡萄碰撞速度达到1.5m/s时,果实内部开始发生较大损伤,此时内部最大碰撞应力为0.19MPa;当碰撞速度≤1.5m/s时,所建立的葡萄果实碰撞力学模型具有很高的精度,误差为8%。