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.     

大型块基型泵房结构力学响应的三维有限元分析

结合镇江市某抽水站,采用有限元方法对其大型块基型泵房结构进行建模,按照工程结构设计时的各荷载工况,对泵房结构的力学响应进行三维有限元分析。根据泵房的位移、应力的最大值和位置以及典型断面的节点处位移、应力值,对泵房结构的位移、应力情况进行分析,并对该抽水站的整体结构设计进行评价。根据后处理结果得到有限元计算的最大拉应力位置和内力值,通过一些典型断面分析产生较大拉应力的位置及其原因。本文的研究对今后类似大型块基型泵站的结构设计具有一定的参考价值。     

往复式矿浆液压隔膜泵无泄漏隔膜的结构

为了解决往复式矿浆液压隔膜泵常用的单层隔膜结构,在隔膜破裂后,导致矿浆污染液压油,损坏液压油侧运动件以及隔膜寿命未完全利用等现象,从而增加用户成本的问题,通过对往复式矿浆液压隔膜泵工作原理的分析,隔膜工作机理的探讨,以及对单层隔膜结构、隔膜破裂形式、隔膜破裂原因等进行分析,开发一种无泄漏隔膜结构——双层隔膜.通过对双层隔膜结构设计机理、工作原理的分析,采用双层隔膜结构的隔膜泵不仅在参数性能与采用单层隔膜结构隔膜泵的参数性能完全相同,没有不良的影响,还可以克服单层隔膜结构的缺点;并通过工程实践验证得出,双层隔膜结构在实际工况的工作性能完全达到设计要求.对往复式矿浆液压隔膜泵的研究具有重要价值,对其他类似结构的探索也具有一定的参考价值.     

液压隔膜泵隔膜控制系统分析及对比试验

针对液压隔膜泵圆形非金属隔膜的工作状况,应用绝对柔性膜理论,导出了隔膜变形及应力计算式;阐明了隔膜控制系统与隔膜变形、应力变化的内在关系,深入分析了2种隔膜控制系统的结构特征、工作原理及特性;通过对比试验,进一步验证了滑阀式隔膜控制系统的先进性与实用性.     

基于流固耦合的灯泡贯流泵叶轮强度分析

采用RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对灯泡贯流泵装置内部三维流场进行全流道湍流数值模拟.采用顺序耦合方法,应用ANSYS Workbench软件,对叶轮进行结构静应力数值分析,并通过试验进行对比验证.结果表明：通过数值模拟与原型泵试验得到两者外特性曲线的变化趋势大致相同;工作面静压整体上较背面高,叶片背面进水边靠近轮缘位置出现局部低压,易发生空化;叶轮强度主要受离心力和流体压力的影响,且两者共同作用下的最大等效应力和最大总位移远小于两者单独作用的值;叶轮最大等效应力随流量的增大而增大,最大总位移随流量增大呈先减小后增大的趋势,最大等效应力出现在叶片出水边与轮毂交接处,叶轮变形的总位移随叶轮半径的增大而增大,最大变形量出现在叶片出水边靠近轮缘位置;强度校核结果表明,叶轮强度符合要求.计算结果可为灯泡贯流泵的应力特性分析提供参考.     

液压隔膜泵用环状U型隔膜挠曲变形分析

为了建立新型液压隔膜泵用环状U型隔膜基础理论体系和设计方法,借助Ansys有限元分析软件的非线性分析工具,对其挠曲变形与变形量的关系进行了分析.以液压隔膜泵样机用环状U型隔膜为物理模型,建立了具有几何和材料双重非线性特性的环状U型隔膜的薄壁中空双层壳体有限元模型;在工作范围内,对模型固定支撑端施加固定约束,运动支撑端施加位移约束,内外表面施加面载荷,分析了模型在不同压缩、拉伸位移载荷下的挠曲变形;应用差分进化算法对环状U型隔膜挠曲变形的位移数据进行曲线拟合,通过控制均方差、相关系数和决定系数等判断标准,反复修正拟合曲线,总结了其挠曲边线的运动规律,获得了其挠曲变形曲线的等效解析解,推导了其工作容积理论计算公式;通过工程实例计算,验证了工作容积理论计算公式的可行性,为形成液压隔膜泵用环状U型隔膜工作机理及隔膜结构和优化设计方法提供了理论基础.     

某沼气发酵罐风载荷响应的动力学分析与计算

文章将发酵罐分成上、下两部分,根据国家标准GB50009-2012分别计算出各段所承受的风载,并利用ANSYS对罐体进行模态分析、风载荷诱导分析,得到罐体前五阶阵型及频率,在风载作用下导致罐体出现弯曲、扭曲以及弯曲与扭曲组合的不同程度的变形,并获得罐体的位移分布规律及应力分布情况。最大位移位于发酵罐出料口位置,其值为0.352 mm,同时横向位移是产生发酵罐变形的主要因素,最大应力发生在发酵罐罐顶出气口及罐底出料口位置处,最大应力为55.7 MPa。     

隔膜泵液力特性的数值模拟

为丰富往复式隔膜泵隔膜设计理论进而解决隔膜寿命不足的问题,对隔膜泵液力端动态特性进行流固耦合数值模拟计算.结果表明：一个运动周期内隔膜应力脉动幅度很大,最大应力值约为最小应力值5倍;隔膜上边缘为应力集中区域,该结论也符合工程中上边缘为疲劳破坏高发区的事实;活塞冲次不高于50 min-1时对隔膜应力的影响较小,但当活塞冲次较高时隔膜应力增大非常明显;泵排量占隔膜吞吐能力体积分数应低于85%,该比例超过85%时隔膜应力值急剧增大.采用的计算方法较好地解决了由于活塞、隔膜运动所引起的计算区域变化问题,实现了隔膜泵吸、排液过程的流固耦合分析.     

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。     

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。     

某MPV车前悬架硬点灵敏度分析与优化

针对某公司前期开发的一款MPV车型的操控稳定性进行了优化。通过在ADAMS/Car中建立该车型的竞品车前麦弗逊悬架总成和转向系统模型,以悬架各硬点为试验变量,K特性关键参数为试验响应,利用ADAMS/iSight模块进行DOE试验设计。然后根据DOE试验结果得出硬点灵敏度表,并在优先考虑优先保证悬架的外倾、前束变化和抗俯仰性能的前提下,结合底盘工程师的开发方式,选取了相对独立的硬点作为优化变量,最后通过优化硬点获得了比较满意的K特性。     

螺栓联接的有限元建模方法研究

螺栓联接的动力特性直接影响工程结构在振动环境下的动态响应。针对螺栓联接有限元模型建模难易程度和计算精度高低等问题,对其建立有限元模型进行模态分析对比研究,选出最优的建模方法。计算结果显示,三维轴对称模型与三维螺旋模型的前6阶固有频率相差甚微,而其他建模方法从第3阶开始便有了较为显著的差别。综合考虑经济性和计算精度等因素,在螺栓联接的有限元分析计算中采用三维轴对称模型最为合适。     

汽车道路模拟试验载荷谱的研究

室内道路模拟试验需要重现测试车辆在试验场道路行驶状态,而时域损伤编辑法与传统编制载荷谱的方法相比更能满足其需求。以测试车辆后独立悬架和副车架试验场载荷谱为原始谱,应用时域损伤编辑法,通过研究损伤时间窗口和损伤保留比例对加速谱时间保留长短和加速前后功率谱峰值差异的影响,选取适当时间窗口对原始谱进行编辑,生成台架加速谱。并从时域、幅值域、频域3个方面对原始谱和加速谱进行分析对比,验证了该方法的合理性。     

激振频率和幅值对橡胶衬套动态特性的试验研究

选用某车用减震器橡胶衬套为试验对象,分析幅值和频率对衬套的动态性能影响。通过MTS衬套试验机对测试件进行动态特性试验。首先控制试验力幅值为某一常量,改变加载在测试件上的频率得出衬套动态特性参数的变化结果,分析频率对衬套的影响规律。通过改变试验力幅值来分析衬套动态特性随幅值的变化规律。最后,总结出频率和振幅对衬套动态特性的影响规律。     

基于ANSYS的龙门吊起重机模态分析

针对龙门吊复杂的工作条件对起重机的苛刻要求,以龙门吊起重机为研究对象,采用ANSYS软件建立了与龙门起重机近似的三维模型,并根据模态分析理论对龙门起重机进行动态性能的分析,重点针对龙门起重机用Subspace法计算模态、固有频率,获得了该起重机的前五阶模态参数。理论值与试验值比较表明,起重机能够在一定程度上避免共振现象,模型建立准确,为起重机的动态设计提供了理论依据。     

锂电池分数阶等效电路模型的对比研究

为了分析模型误差对电池荷电状态估计的影响,以某三元锂电池为研究对象,对分数阶与整数阶的电池等效电路模型进行了比较分析。运用粒子群算法对模型进行参数辨识,进一步利用分数阶卡尔曼滤波算法实现电池的SOC估计,并与基于整数阶电池模型的SOC估计进行比较。实验结果表明,分数阶电池模型相较于整数阶模型具有更高的精度。     

基于CarSim与Isight的悬架特性参数优化设计

汽车悬架动力学特性对整车操纵稳定性有着至关重要的影响。为了改善悬架特性,在CarSim中建立整车动力学仿真模型,运用Isight集成CarSim建立了面向整车操纵稳定性指标的悬架特性参数优化设计仿真平台,经DOE分析构建了悬架系统特性参数与稳态回转性能指标之间的响应面模型,运用多岛遗传算法,得到一组悬架子系统特性参数的最优值,从而提高汽车操纵稳定性。     

基于Romax Design的车用减速器齿轮修形与接触分析

目前减速器大多存在齿轮磨损、振动冲击、噪音大等问题,齿轮修形被认为是可以解决此类问题的有效技术。针对上述问题,利用RomaxDesign软件,以齿轮修形理论为基础,对修形前后的齿轮进行传递误差分析、齿轮接触分析、齿根应力分析并进行了优化。结果显示,优化后齿轮传动时会更加平稳,噪音将更加小;齿轮的齿根应力也得到了降低。     

基于珩磨机主轴往复液压控制系统的特殊伺服阀设计

介绍了在研磨加工领域,主轴往复液压控制系统中的伺服阀,重点介绍该系统中特殊伺服阀的设计和计算。设计的伺服阀的阀芯驱动方式与用比例电磁铁驱动的传统伺服阀不同,该阀芯用伺服电机加滚珠丝杠的方式驱动,可以精准控制阀芯,也可以克服液动力对阀芯位移的影响。     

盘式制动器模态分析与阻尼测试

基于有限元理论和试验模态方法,对盘式制动器进行模态分析。通过CATIA软件建立制动盘的三维几何模型,之后导入到有限元软件ABAQUS中进行模态分析,得到制动盘的固有频率和模态振型。利用DASP和RTE两种设备对制动盘进行模态试验,得到制动盘的固有频率,并与有限元仿真的结果做对比。结果表明,利用3种方法测得的固有频率相差很小,误差在允许范围内,试验结果和仿真结果可以接受。最后,利用DASP和RTE两种设备测量制动盘的阻尼并做对比,所得的研究成果为进一步提高盘式制动器制动性能提供了可靠试验依据。