基于芡实叶脉分叉结构的穹顶温室设计与试验

基于芡实叶脉的分叉结构及三角形的稳固特性设计了一分二-原、不分叉、一分二-全三角形和一分三4种穹顶温室。利用ANSYS有限元分析软件对4种温室进行了静力及线性屈曲分析,静力分析结果表明,4种温室在组合2(风载组合)作用下差别显著,即随着分叉级数增多,位移与强度分别降低了98. 92%和86. 46%,一分二-全三角形和一分三满足强度要求,且两者力学特性相近,耗材量相比不分叉结构分别增加了11. 88%和30. 18%;屈曲分析结果表明,竖直和水平荷载作用下,屈曲荷载分别是许用荷载的63. 52～26 737. 22倍与26. 86～11 300. 97倍(以单元长度为限),4种温室稳定性皆满足要求,且对竖直荷载响应显著,即分叉结构使屈曲荷载平均增加了334. 02%;综合得出一分二-全三角形为最优结构。基于第二相似理论,以1∶25制作的缩尺模型在12组应变试验中,与仿真结果无显著差异的组数占75%,25%略有偏差,试验相对误差为0. 18%～0. 69%,仿真过程准确可靠;模型横梁对组合1(雪载组合)响应明显,即各组应变均值在组合1作用是组合2作用下的5. 6倍,竖梁对组合2响应明显,即各组应变均值在组合2作用是组合1作用下的6. 2倍。     

矢跨比对拱承式渡槽抗震性能影响的研究

矢跨比是拱承式渡槽重要的设计参数,分析其对渡槽抗震性能的影响对地震区渡槽建设设计具有重要意义。以东滑峪渡槽为例,运用有限元软件ANSYS,对不同矢跨比有限元模型进行静力分析、模态分析和瞬态动力分析。通过对关键位置横槽向位移和拱圈内力变化规律的分析,确定渡槽的最优矢跨比。综合考虑各因素,不论静力荷载单独作用,还是静力荷载和地震荷载共同作用,该渡槽结构的最优矢跨比均为1/6。     

柔性摩天轮结构的稳定性分析

利用ANSYS软件对福建88 m柔性摩天轮结构在不同工况组合下的稳定性分析,在恒载和活载考虑求解屈曲系数,在这种情况下只考虑活载增大到何值时结构失稳,通过尝试不同的活载大小,迭代求解使得整体的屈曲荷载系数等于1.0,这时得到的荷载为整体结构不稳定时的临界荷载,即为结构的屈曲荷载,这时增大后的活荷载与原活载的比值称为屈曲系数;当求解结构的多阶线性屈曲模态的特征值的间隔值比较紧凑时,这种情况特征值提取是结构施加的活载与屈曲临界荷载比较接近导致的,这时就需要考虑结构的缺陷敏感性,引入缺陷敏感,分析有缺陷结构的摩天轮稳定性问题。     

河南省钢骨架塑料大棚拱架结构标准化设计研究

为促进河南省塑料大棚的标准化发展，科学指导其设计和建造，以《温室结构荷载设计规范》中规定的河南省18个地区钢骨架塑料大棚为研究对象，利用Ansys Workbench软件分别建立了不同跨度下（8、10、12、14 m）7种常用拱架材料设计的塑料大棚模型，对比了河南省18地区不同跨度不同拱架材料塑料大棚在不同荷载组合下的节点最大应力，筛选出控制荷载和最不利荷载组合，然后利用最不利荷载组合下的承载能力极限状态验算了其安全性，给出了河南省塑料大棚拱架材料规格选型建议。结果表明：河南省18地区中，栾川、南阳、商丘和固始4地塑料大棚的控制荷载是雪荷载，最不利荷载组合为永久荷载+1.2×不均匀雪荷载，其他14地区塑料大棚的控制荷载为风荷载，最不利荷载组合为永久荷载+1.0×风荷载。在河南省18地区中，风荷载是塑料大棚的首要不利荷载，对塑料大棚的安全性影响最大，其次是雪荷载。在建立24个塑料大棚模型，模拟计算河南省18地区最不利荷载组合的节点最大应力，共432组安全性验算分析的基础上，提出了适用于河南省18地区不同跨度塑料大棚不同风荷载等级下的材料规格选择建议，具有广泛的适用性。     

基于ANSYS12.0的圆拱型连栋塑料温室结构分析与优化

针对圆拱型连栋塑料温室(LWSG1Z-6-3)结构安全性问题与经济性要求,分析了圆拱型连栋塑料温室所受荷载的传力路径,分析了圆拱型连栋塑料温室所受载荷的类型,分析了各类荷载的计算及其等效简化处理.基于ANSYS12.0,对以材质为Q235A的Φ80×4圆管为立柱和横梁、以材质为Q235A的Φ30×2圆管为弦杆的圆拱型连栋塑料温室进行了强度校核和分析,并得出了两个优化方向.最后以用钢量为目标函数对圆拱型连栋塑料温室进行了优化,优化后每平米能节省用钢量2.0727kg.     

基于ANSYS Workbench的车架支座优化设计

在ANSYS和SolidWorks联合的设计仿真环境下,通过预留的数据传输接口进行零件的设计仿真一体化。在建模软件中建立模型后传输到仿真软件进行静力学分析,并通过结构优化模块中的优化组件进行尺寸优化,进而获取在特定工作条件下的尺寸最优解,为车架支座在给定工况下满足工作要求和轻量化提供了一定参考。     

雪载荷工况下连栋塑料温室结构稳定性的研究

选取双圆弧尖顶结构的连栋塑料温室为研究对象,采用双重非线性屈曲分析的方法,探讨连栋塑料温室结构的稳定性问题。在ANSYS10.0软件中,分别对不同拱架曲率半径下连栋塑料温室整体结构模型进行双重非线性屈曲计算,跟踪顶部节点整个线载荷-位移全过程的平衡路径,确定连栋塑料温室整体结构的屈曲模态和临界线载荷。结果表明:该方法对连栋塑料温室结构稳定性的研究有较好的适用性,且当拱架曲率半径为5 000mm时,连栋塑料温室结构临界线载荷随拱架曲率半径的变化不明显。     

500米海底石油铺管船复合管道屈曲分析

受到深水恶劣海洋环境的影响,海底石油管道在弯曲、轴向拉力以及静水压力的组合作用下,可能会发生屈曲。以S型海底管道铺设为研究对象,探究了在铺设管道时其受压的一侧可能会发生屈曲的问题。结合海底管道发生屈曲的理论,计算出了复合管道在成型压力作用下的过盈量。利用有限元分析软件ANSYS Workbench模拟了复合管的过盈,并对复合管道升离点、反弯点和触地点的屈曲情况进行了分析和模拟,将分析结果与由校核准则公式计算所得结果进行了对比,结果表明,在复合管道的铺设过程中不会发生屈曲。     

薄膜预应力对连栋塑料温室结构极限承载力的影响

以连栋塑料温室整体结构为研究对象,采用实物模型试验和有限元分析相结合的方法,探讨薄膜预应力对连栋塑料温室结构极限承载力的影响。在ANSYS 10.0软件中,采用温度载荷模拟预应力,通过对薄膜施加不同的温度载荷建立6种薄膜预应力下的连栋塑料温室结构模型,并对该模型进行雪载荷工况下的双重非线性屈曲计算。通过分析不同薄膜预应力下的载荷-位移曲线,研究了薄膜预应力对连栋塑料温室结构极限承载力的影响。结果表明,薄膜预应力不会影响连栋塑料温室结构的屈曲模态,但会使结构极限承载力减小17%~63%。     

油麦兼用型气送式集排器分配装置设计与试验

针对宽幅、高速播种作业中缺少与播种机相匹配、油菜及小麦兼用、稳定排种的气送式集排器分配装置的生产实际问题,设计了一种可实现24行排种的穹顶状分配装置。阐述了穹顶状分配装置的工作原理,确定了分配装置穹顶状曲面方程及关键参数间的关系,分析了输送气流及分配装置结构对种子速度的影响。通过二次旋转正交组合试验,应用DEM-CFD气固耦合仿真,分析了穹顶状上弧板所处球体半径、导流隔板长度、导种口高度对分配装置各行排量一致性的影响,结果表明：当穹顶状上弧板所处球体半径为245mm、导流隔板长度为20mm、导种口高度为20.5mm时,油菜及小麦种子各行排量一致性较优;在较优参数组合下,穹顶状分配装置内可有效实现种子与输送气流的二次混合,油菜、小麦种子各行排量一致性变异系数分别为4.96%、3.82%。利用智能种植机械测试平台进行了较优参数组合下穹顶状分配装置排种性能验证试验,结果表明：气送式集排器供种装置转速为20～50r/min时,油菜各行排量一致性变异系数低于5%、单行排量稳定性变异系数低于5.3%,小麦各行排量一致性变异系数低于3.9%、单行排量稳定性变异系数低于4.9%,破损率均不高于0.05%,满足油菜及小麦排种性能要求。     

基于谐响应方法的某载货车振动分析

在ANSYS环境下建立了某载货车的有限元模型,应用有限元分析方法对该模型进行了模态分析和谐响应分析,通过有限元仿真分析的结果,确定了该车出现异常振动的原因。     

翼展式厢式货车车厢骨架强度与模态分析

利用ANSYS 10.0软件,建立了以梁单元和壳单元为基本单元的翼展式厢式货车车厢骨架有限元模型,并对该车厢骨架进行静态分析和模态分析。计算结果可为车厢骨架结构设计、改进和轻量化提供理论依据。     

液控精量施肥机开沟装置仿真与试验分析

开沟装置是液控精量施肥机的关键装置,其结构设计的合理性影响着施肥机的开沟效果和施肥精度。为此,运用ANSYS和EDEM软件对施肥机开沟装置进行静力学分析、动力学分析和模态分析,结果表明:在开沟犁犁柱下端与犁铲的连接处受到较大应力,但满足强度要求;约束模态振型与对应振频比较,发现在约束模态下能有效提高其强度,降低犁柱和犁铲的变形,为施肥机开沟装置的优化设计和提高施肥精度提供了理论基础。     

小型甘蔗收获机砍蔗机构的动态特性分析

以提高砍蔗机构的动态特性为目的,采用虚拟设计的方法,在CAD软件中建立砍蔗机构的三维参数化模型,导入到ANSYS软件中进行模态分析后,得出机构的低阶固有频率及振型.分析各阶振型对甘蔗切割质量的影响,通过试验确定模型与试验台切割器固有频率的关系,并验证模型的正确性,对可能存在的应力集中部位进行动态特性分析和结构改进,并绘制改进后的砍蔗机构二维工程图,为甘蔗收割机物理样机的制造提供了依据.     

基于ADAMS的滑块式自定心中心架动力学仿真分析

自定心中心架是保证加工轴类工件时自定心性能和夹紧性能的关键部件,其中心定位精度直接影响工件的加工效率与加工精度。基于此,通过建立多刚体系统运动学方程,利用ADAMS多体动力学仿真软件对自定心中心架作了运动学仿真分析及动力学仿真,在有、无磨削力作用下模拟实际工况,研究了不同驱动力对中间滑块的中夹头及上、下夹头与工件的夹紧力的变化曲线,为自定心中心架的优化设计提供了一定的理论参考。     

某型汽车仪表台模态及刚度有限元分析

为考察汽车仪表台的动静态特性,对仪表台进行了模态分析和刚度分析,获得了各阶振型、各阶频率及位移分布,并将分析结果与允许值进行了对比,为后续的结构改进及优化提供了依据。     

新型山药收获机下支撑支架的设计与分析

山药收获机下支撑支架是根据主旋转支撑装置的离地高度和开沟深度设计的,在实际作业过程中,链刀切削阻力、螺旋刀切割阻力、输送机构支撑力、油缸的推拉力最终都由下支撑支架承载,作用力较为复杂,容易发生变形和断裂;且链刀切入土壤产生的振动、链节和链轮齿的啮合会给链传动带来工作的不平稳性和有规律的振动,可能会引起共振。为此,在进行山药收获机工作装置设计时,首先采用有限元方法对下支撑支架进行静力学分析,并在静力学分析的基础之上对其进行预应力模态分析,以评估设计的合理性,对结构进行优化。     

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。     

柴油车车身的动态修改设计

运用试验模态分析方法和有限元法，对试装柴油发动机的国产微型汽车进行了模态分析，把两种分析方法所得的模态参数进行比较，经确认或修改，便可建立一种比较精确的动态设计模型。在相似性估计的准则上，提出了一种频率对比的新方法，对车身的局部振动进行修改并得到较为合理的结构。     

基于ANSYS的大功率拖拉机车架的有限元分析

为进一步优化大功率拖拉机车架的结构,利用ANSYS软件对其进行了有限元分析。以KAT1804拖拉机为例,利用Pro/E软件建立了车架结构的几何模型,并用ANSYS有限元分析软件对其进行了静态和动态的强度分析以及模态分析。结果表明,车架后桥结构中存在应力较大的危险点,车架的固有频率基本避开了各种激励频率。此研究为拖拉机车架的结构改进提供了理论依据。