基于多体动力学和有限元法的柴油机曲轴强度分析

基于有限元与多体动力学分析法,对某12缸V型柴油机曲轴进行强度与应力分析。首先根据已知机型的工作原理以及连接方式,运用AVL EXCITE软件建立完整的曲轴系多体动力学模型。然后建立曲轴、主轴承壁、发电机转子有限元模型,用子结构法缩减后,导入AVLEXCITE模型中进行多体动力学计算,得到各主轴颈的受力情况并对其加以分析。最后通过应力恢复得出该曲轴各时刻应力分布情况,确定了曲轴上应力最大的位置,并对该处进行疲劳强度校核,计算得出该曲轴满足强度要求。     

基于ANSYS软件的496ZQ柴油机曲轴结构性能研究

利用ANSYS软件研究496ZQ柴油机危险载荷下曲轴的应力、应变及其分布,研究不同重叠度对曲轴的应力的影响,并对曲轴进行模态分析。研究表明,曲轴的应力和应变满足设计要求,不会发生弯曲疲劳破坏。但是,在主轴颈尺寸为72 mm、连杆轴颈尺寸为63 mm、重叠度为1.16时,连杆轴颈和主轴颈圆角处的最大应力都比较小。自由模态下,最大相对位移量1.03出现在第9阶振型上,对应的频率为1 306 Hz,避开了曲轴的固有频率,曲轴在工作时不会发生共振;约束模态下,曲轴的最大相对位移偏移量1.717出现在第8阶振型上,对应的频率为8 478 Hz,曲轴工作时,应该避开此频率,避免发生扭转疲劳破坏。     

五缸往复泵曲轴的柔体动力学分析

针对曲轴作为往复泵的关键运动部件和受力部件,由多段偏心轴组成,存在结构突变等易使应力集中的结构,加之受弯扭组合应力,存在准确计算困难的问题.以某型五缸往复泵的曲轴计算为例,利用ADAMS软件对曲轴系统进行柔体动力学计算,得到曲轴在4个周期内的运动规律和受力情况.结果显示,在曲轴5个曲拐的倒角处应力较大,同时找出准确的极值应力点和对应的位置,曲拐2左侧倒角应力为最大值93.23 MPa,出现在216°,576°,936°和1 296°这4个角度位置点,呈周期性出现.同时,利用静力学对柔体动力学计算结果进行验证,静力学计算最大应力值为92.46 MPa,偏差0.8%,并且计算结果与曲轴实际工作情况基本一致,为曲轴设计和进一步优化提供了参考,对工程设计具有一定的指导意义.     

基于ANSYS Workbench的本田节能车车架优化设计

利用有限元方法对本田节能车车架进行静态强度以及运动学仿真分析,运用三维软件Pro/E建立车架CAD模型,通过工程分析软件ANSYS对其进行静态强度分析,获得车架的变形量和强度载荷,检验车架的结构是否合理,并为其改进提供依据。通过改进,在原有基础上尽量符合轻量化的要求,使车架既能满足使用要求又尽量减轻质量,对提高成绩有很大帮助。根据电脑仿真分析的结果,在施加相应载荷的条件下,车架的变形仅为0.3 mm,最大应力为23 MPa,所选材料完全能满足设计及使用要求。经过优化后的车架变形仅为0.08 mm,最大应力仅为15.7 MPa。     

基于SolidWorks Simulation弯形旋耕刀有限元分析

本文以小型旋耕机械作为平台,弯形旋耕刀为研究对象,对旋耕刀进行尺寸参数设计,分析旋耕刀工作时的应力、应变、位移状态。采用SolidWorks三维软件结合设计尺寸参数建立旋刀三维模型。根据旋耕刀工作参数计算出旋耕刀工作载荷F=428.16N,通过Solid-Works Simulation插件在工作载荷的作用下分析校核旋耕刀。结果表明,刀尖变形量最大,为0.249mm,刀柄所受的应力最大,为48.65MPa,远小于许用应力300MPa,满足工作要求。本研究为小型旋耕机械的旋耕部件改进设计提供了参考依据。     

高压往复泵曲轴强度的有限元分析

为了提升高压往复泵的设计开发水平,以三缸单作用高压往复泵为研究对象,通过对各机构的运动分析和部件的受力计算,得到了曲轴的载荷变化规律。在Pro/E中建立了曲轴的三维实体模型,采用有限元方法对三种危险工况下的曲轴强度分别进行了应力分析,获得了最大主应力、最小主应力和Mises应力在曲轴上的分布规律,详细分析了各应力产生的原因及对曲轴强度的影响,有限元分析计算的结果为高压往复泵曲轴的设计研发提供了理论依据和技术支持。     

前置式双圆盘割草机主轴有限元分析-基于 ANSYS Workbench

主轴是前置式双圆盘割草机的关键部件之一。运用 Pro/E 和 ANSYS Workbench 建立三维模型,并进行有限元静态分析和动态分析。通过静力学分析,得出主轴在正常工作时的等效应力与等效应变,可以从中较容易地判断出主轴危险截面主要集中在左右轴承颈以及键槽附近,主轴最大应力值为25．66 MPa,远远小于其许用应力,故主轴满足强度要求。通过动力学模态分析,得出主轴在正常工作时的转速2000r/min,远远小于其临界转速12195．6 r/min ,所以不会引起共振。通过 ANSYS Workbench 进行有限元静态分析和动态分析,不但提高了分析的精度,缩短了计算时间,而且为设计改进提供了理论依据。     

基于ANSYS的喷雾泵芯部运动部件结构强度分析

喷雾泵泵芯运动通过两个尺寸相同的主、从动齿轮进行啮合传动,通过该泵基本参数要求和远程喷雾机的工作特点,定制喷雾泵芯部运动结构方案,利用CATIA进行三维的造型和布局的绘制,并且利用ANSYS建立啮合齿轮的简化模型,分析验证理论计算结果的合理性,证明该喷雾泵具有重要的价值及推广性。分析结果显示,齿轮最大应力值为17.903 9 MPa,主动齿轮轴最大应力为7.904 MPa。     

板蓝根收获机挖掘铲的设计与有限元仿真分析

为解决板蓝根收获机在作业过程中存在挖掘阻力大、铲面易壅土的问题,依据板蓝根自身特性及种植农艺要求,设计了4UD-600型板蓝根收获机,其作业幅宽600mm,最大挖掘深度为500mm,可一次完成板蓝根的挖掘、土药分离和成条侧出铺放。阐述了收获机的工作原理,对其挖掘铲进行了设计和主要参数的计算,并利用SolidWorks软件中的有限元分析插件Simulation对该挖掘铲进行了静力学分析,最后进行了试验验证。设计采用固定式三角平面挖掘铲,通过动力学分析构建工作阻力模型,依据动量定理、动能定理及几何关系进行计算,确定出挖掘铲的最佳入土角α=19°～23°,铲长L=360～400mm,铲刃张角θ=55°。有限元静力学分析结果显示:挖掘铲的应力主要集中在3个螺纹孔处,且最大应力分布在铲的背面离铲尖较近的两个螺纹孔处,最大应力值为22.44MPa,远小于挖掘铲的许用应力220.6MPa,强度满足设计要求;而产生最大位移的位置为铲尖,变形值为0.09184mm,与整个铲相比此变形量很小,可以忽略。试验结果与仿真结果基本一致,在误差允许的范围内,满足设计要求。     

基于ANSYS Workbench的苜蓿压扁辊静力学及模态分析

为了分析苜蓿割草压扁机组合式人字形压扁辊的工作性能,通过SolidWorks软件建立组合式人字形压扁辊的三维模型,进行有限元力学分析和模态分析。结果表明:组合式人字形压扁辊的最大应力值为23.723 MPa,应力最大处主要集中在支撑杆的螺纹与右轴肩的螺纹孔处,其最大应力小于材料的屈服极限,压扁辊的最大位移值0.062mm,应变从压扁辊齿顶处向两端逐渐减少,满足强度和刚度要求;振动方式主要为振动和扭曲,当输入轴的工作转速为800r/min时,对应的频率为13.33 Hz,远小于输入轴第一阶频率272.37Hz,零部件不会产生共振现象,使其能够可靠、安全作业。     

水稻种绳直播机改进设计及主要工作部件的有限元分析

对水稻种绳直播机的限深轮与倒绳机构进行了改进设计,并对整机的结构做了调整。其整机长度为5 8 1.8 mm,质量为2 1.1 kg,实现单体可拆卸,携带、安装方便。同时,对水稻种绳直播机的主要工作受力部件开沟器进行了有限元分析。强度分析结果表明:开沟器在线性压力下的最大等效应力为330MPa,小于45钢的屈服强度355MPa,满足强度要求。刚度分析结果表明:开沟器沿Y方向会产生受力变形,最大变形为2.0742mm,位于开沟器尾部,满足刚度要求。     

基于有限元分析的木薯削皮机夹持机构设计

为填补国内木薯剥皮机械领域的空白,用机器代替手工工作,解决手工劳动强度高、效率低等问题。设计一种"夹紧式"木薯去皮机,它不仅保证木薯去皮过程的稳定性,而且防止木薯在削皮时被设备损坏。设计夹持辊旋转轴的长度为300 mm,夹持辊的长度为120 mm,最大工作载荷56 N。选定的轴材料是45号钢,通过计算轴的弯扭强度要求为10.4 MPa,该材料满足强度要求。利用ANSYS对夹紧机构进行静力分析和模态分析,得出夹紧辊的最大总变形为2.3×10~(-3) mm,最大应力、应变为0.95 MPa、4.72×10~(-6),最大处能量变化为5.6×10~(-4) MJ。验证此结构设计合理安全。     

基于静态特性的某汽车驱动桥壳疲劳寿命分析

为了分析某汽车驱动桥壳在静态特性下的疲劳寿命能否满足使用要求,首先建立驱动桥壳三维模型,通过有限元分析对驱动桥壳进行静力学分析,得到驱动桥壳在5种典型工况下的应力值和形变值,最大应力为703.69 MPa,最大形变为1.164 mm;然后基于静力学分析结果,通过有限元疲劳分析对驱动桥壳的几种典型工况进行疲劳寿命分析,建立材料的S-N曲线;最后得出驱动桥壳疲劳寿命为1.0×10^(6)次,安全系数最大为15,满足使用要求。     

温室三七收获机有限元分析

根据三七种植新农艺的要求,设计了一款应用于温室种植模式的三七收获机。为提高其工作性能,利用ANSYS有限元软件进行有限元分析,获取在静载荷作用应力、变形的大小及分布情况。结果表明:应力集中发生在电机安装位置及车架纵梁连接处,最大变形发生在车尾处,机架强度符合要求。对机架进行模态分析,获得其固有频率并进行谐响应分析,分析可知:在频率15Hz时电机安装位置处可能发生共振,此时电机安装位置处应力和位移达到最大,最大应力为4.34MPa,最大位移为2.03mm,机架满足激励载荷下的强度要求。对挖掘铲进行静力学分析,得到挖掘阻力5 000N,挖掘铲最大变形量为1.334 4mm,最大应力为20.894MPa。本文为后续温室三七收获机的减振以及机架、挖掘铲优化提供了理论依据。     

箱式内燃电传动机车动力包设计

【目的】动力包是内燃电传动机车的核心动力源,广泛应用于路外机车和调车机车等内燃电传动机车中,因而需要综合考虑用户需求以及动力包的性能和稳定性,探寻最佳的设计方法。【方法】本研究针对内燃电传动机车实际需求,设计制造了一种额定功率为250 kW的箱式内燃动力包,根据需要进行动力包的零部件选型以及结构设计,使用三维建模软件对整个动力包进行数字模型的建立,并利用该模型对所设计结构的强度、疲劳、模态、减震进行仿真计算,最终对动力包进行性能测试。【结果】1）母材最大应力为281 MPa,位置在柴油机安装座处;焊缝最大应力为216.3 MPa,位置在柴油机安装座焊缝处。2）母材疲劳最大应力为87.6 MPa,焊缝疲劳最大应力为39.5 MPa。3）减震器的变形量在X方向和Y方向都为0,Z方向的最大变形为3.9 mm。【结论】所有应力计算结果均小于许用应力,证明所设计动力包结构有较好的稳定性,能够满足各种工况的使用要求。     

基于ABAQUS旋耕机刀片结构受载有限元分析

应用Solidworks软件建立了1XGJ-160型旋耕机的三维图,并应用Abaqus软件对材料为45#钢的旋耕机刀片进行了有限元分析,由软件后处理模块得到了刀片在工作载荷压强小于70 MPa时的最大应力、应变和位移。分析结果表明,最大应力、应变发生的位置为刀片与刀座连接处的侧面;最大位移的位置为刀片最前端;工作面的最大载荷应小于60MPa;每增加1 MPa工作载荷,最大应变增大8.202×10^-4,最大位移增加0.293 5 mm。仿真试验为旋耕机刀片的优化和选用提供了参考。     

基于有限元对农业污水脱离机机架轻量化设计

以典型的农业污水脱离机——带式压滤机的机架作为研究对象,应用SolidWorks软件对机架进行三维建模,并通过ANSYS Workbench有限元软件对机架进行结构力学分析。通过对比2种工况下(空载和负载)机架结构强度,对机架进行轻量化设计。优化后在负载工况下机架最大形变量由1.29 mm变为1.96 mm,最大应力由118.89 MPa提高到184.67 MPa,小于材料屈服极限,满足安全要求。更重要的是,机架的质量减低了13.05%,节约了制造成本,降低了动力输出,更好地满足节能、低碳、环保要求。通过模态分析法分析了轻量化机架在外部激励源电机作用下不会产生共振现象。     

紫菜滤杂装备中吸滤装置的强度分析

紫菜滤杂装备通过吸滤装置分离出混入紫菜中的杂物,吸滤装置主要由滤筒和剔盘组组成。工作中的吸滤装置会受到各种力的耦合作用,导致主要构件有可能变形失效,从而影响装备的正常运行和滤杂效果,所以需对吸滤装置进行强度分析。运用三维建模软件SolidWorks对吸滤装置进行建模,利用ANSYS对模型进行有限元分析。通过滤筒和剔盘组的应力和应变云图得出应力分布情况,仿真结果表明：滤筒的最大位移为0.129 mm,最大应力为102.54 MPa;剔盘组的最大位移为0.124 mm,最大应力为89.46 MPa。吸滤装置工作时的组成构件变形较小,满足刚度要求;最大应力远小于材料的许用应力,满足强度要求。该吸滤装置结构设计合理,能够为后续吸滤装置的优化设计和样机试制提供理论参考。     

基于Pro/E和ANSYS的柴油机曲轴有限元分析

采用有限元法研究了整体曲轴的变形和应力状态.应用参数化造型软件Pro/E对4125A型柴油机曲轴进行三维参数化实体造型,并将实体模型导入ANSYS中进行分析.在分析过程中,采用弹簧单元模拟主轴承的支承,使计算模型更加接近实际情况,同时还采用扫掠分网法使曲轴上的单元尽可能为规则六面体,提高了计算精度.分析结果表明:该曲轴能够满足设计要求,采用的方法以及得出的结论可为柴油机曲轴的设计、改进以及优化提供有益的技术和理论支持.     

基于流固耦合的除杂风机应力应变及模态研究

叶轮是除杂风机的重要部件之一,叶轮在运行中的应力应变对除杂风机的安全运行有着重要的影响,而叶轮振动是风机的常见故障,所以流固耦合条件下的除杂风机叶轮变形及振动分析对甘蔗收获机除杂风机的安全有着重要的意义。为此,采用有限元分析软件Ansys Workbench对除杂风机叶轮进行了单向流固耦合计算分析,结果表明:叶轮在流固耦合作用下会发生弯曲扭振变形,最大应力分布在叶片与轮毂的交界处,最大应变分布在叶片外缘处;所设计的叶轮最大应力为21.48MPa,小于材料极限应力,而工作转速也远离振动转速,均满足工作要求。该研究为甘蔗收获机的除杂风机设计提供了参考。