飞轮储能转子强度和模态有限元分析

高速飞轮储能系统需要解决的关键问题之一是飞轮高速运行过程中飞轮转子的强度、振动等问题.为了对比金属飞轮和碳纤维飞轮在材料方面的影响，基于ANSYS Workbench仿真平台，采用有限元方法对功率为75 kW、转速为28 000 r/min的飞轮储能内嵌式永磁电机转子进行静强度分析；并对转子进行模态分析，分析转子的主要振型，绘制Campbell图，计算临界转速，结果表明：所设计的两种材料的飞轮储能系统转子满足强度要求，其工作转速在安全范围内，与金属飞轮转子相比，碳纤维飞轮转子强度安全系数和转速安全裕量高，为飞轮储能系统转子设计和安全运行提供了理论依据.     

汽车驱动桥壳台架试验的有限元模拟

在Pro／E环境下建立某汽车驱动桥壳3D模型，利用ANsYs软件，按国家驱动桥壳台架试验的标准，在计算机中采用有限元方法模拟其垂直弯曲刚性试验、垂直弯曲静强度试验和垂直弯曲疲劳试验。分析结果表明，该桥壳具有足够的静强度和刚度，疲劳寿命超过国家标准，产品设计满足要求。同时将有限元计算结果与试验结果进行了对比，吻合较好。因此用有限元模型模拟台架试验的方法是可行的，能实现在设计阶段对试验结果的预测，有效地降低设计成本，缩短设计周期，产生较好的经济效益。     

轻型商务车方向盘静动态特性分析

基于某轻型商务车方向盘模态固有频率需有效避开发动机频率以免造成两者频率耦合,进行了该车型方向盘固有频率CAE分析和测试对标工作,并有效地进行了方案的优化。根据模态对标和优化的结果,进一步对该方向盘进行了刚度、强度和耐久疲劳寿命的静、动态特性分析。分析和模态测试结果表明:方向盘各项特性均满足设计要求,有效地支持了该轻型商务车方向盘的开发工作。     

铁道车辆转向架构架多轴疲劳强度有限元分析方法

铁道车辆转向架构架在服役过程中承受复杂的多轴疲劳载荷,为构架结构的设计和分析带来困难.本文以某车辆转向架构架为研究对象,为获得构架在复杂多轴载荷作用状态下的应力分布状态,分别建立构架板壳有限元模型和实体有限元模型,并参照UIC 615-4、TB/T 2368-2005和TB/T1335-1996标准,确定计算工况,对该转向架构架强度进行分析计算,并根据ORE B12/RP17提供的钢材Goodman疲劳曲线图,编写后处理程序对构架进行疲劳强度评估.结果表明:两种有限元模型计算分析结果趋于一致;构架结构的应力分布状态呈现面内应力分布占优的状态;采用最大主应力对其进行疲劳强度评估是合理的;两种建模方法获得的构架静强度、疲劳强度评估结果的一致性说明:采用板壳模型代替实体模型对构架进行有限元强度分析是可行合理的,可节省计算资源.     

发动机曲轴的预负载计算模态分析法

曲轴作为柴油发动机的重要零部件,其静强度和动力学特性对发动机整体的使用寿命有着直接的和重要的影响.本文利用计算机辅助工程分析方法,对某型坦克柴油发动机的曲轴分别进行了考虑预应力作用的计算模态分析.采用考虑预负载的Lanczos修正法进行发动机曲轴的固有特性的计算,得出曲轴有限元模型的前20阶固有振动频率及其相应固有振型.同时,结合计算结果,分析了不同阶次固有特性对曲轴性能的影响情况,结果表明了EFGM算法的正确性和有效性.     

民用飞机短舱系统静强度设计

<正>1.短舱系统强度设计概述飞机发动机短舱是为发动机及其附件提供保护的,同时在飞行中保证发动机周身气动外形的平滑。短舱主要由进气道、风扇罩、反推力罩以及排气系统组成。民用飞机短舱强度设计需满足静强度设计要求、疲劳和损伤容限要求,需满足中国民用航空规章第25部-运输类飞机适航标准(以下简称CCAR25)相关条款的要求。2.短舱系统结构简介     

随机结构系统综合考虑静强度、刚度和疲劳的多失效模式的可靠性分析

在结构系统使用过程中, 将可能出现多种失效形式, 例如静载失效、疲劳失效和刚度等失效形式. 根据疲劳载荷造成的随机裂纹对结构极限应力和截面模量的影响, 给出了结构构件在裂纹扩展下的构件剩余抗力的表达形式, 分析了结构系统中每一个单元在静载和疲劳载荷作用下的失效形式, 并考虑了各失效模式之间的相关性对该单元可靠性的影响. 具体分析了结构系统在静载和疲劳载荷作用下的失效机理以及各失效模式之间的相关性, 给出了在静载和疲劳载荷作用下结构系统的可靠性分析方法. 结合数值算例对结构系统进行了综合考虑静强度、刚度和疲劳的可靠性分析, 表明在不同的使用年限内, 结构系统失效概率是不同的, 静载和疲劳载荷对结构系统可靠性的影响也是不同的; 该方法比只考虑单一因素(或静强度、或疲劳、或刚度等)下的结构系统可靠性分析更符合结构系统使用的真实情况.     

基于FE-SAFEWORKS模块的转接轴疲劳分析

风冷发动机中，风机通过转接轴与发动机连接，由转接轴自身的变形来实现转矩的传输。转接轴如果发生疲劳破坏，将会产生重大灾难性事故。基于此，应用有限元方法分析了转接轴静强度，并用FE-SAFEWORKS模块对转接轴进行疲劳分析，计算其寿命，从而为转接轴的设计提供一种新的思路。     

壳板叶片的固有特性分析

提出一种计算壳板叶片固有特性的解析方法.将叶片简化成固定在轮盘上的悬臂开口薄壁圆柱壳,采用将已知的轴向悬臂梁的振型函数代入壳板的振型变分方程降为另一方向的常微分方程的方法,解此常微分方程可以求得叶片的静频、动频以及相应的振型函数,并与有限元结果进行了比较.结果表明:提出的求解方法具有较好的计算精度.利用求得的固有频率和振型函数可以进一步研究单叶片或组合叶片的非线性振动特性以及疲劳寿命.     

基于ANSYS Workbench的发动机连杆优化设计

发动机连杆在工作过程中承受扭转应力,拉伸、压缩等交变载荷,容易发生疲劳磨损、弯曲及断裂等失效形式.以标致206发动机连杆建立三维模型和有限元分析模型,根据连杆在发动机中进气、压缩、膨胀和排气4个冲程下受力情况对其进行静强度分析,测试在不同工况下的应力、应变大小及危险部位,找出连杆的薄弱位置并给出优化方案.通过对优化连杆的分析,验证优化方案有效可行,为发动机连杆的设计提供依据.     

柴油机主副连杆有限元分析方法

主副连杆结构特殊,工作环境复杂而且恶劣,它作为柴油机的主要零部件之一,关系到柴油机整机工作的可靠性.该文研究采用有限元方法对其进行结构强度分析的技术措施.基于I-DEAS 11.0软件平台,应用特征建模技术对某柴油机主副连杆机构进行了实体化建模.利用接触单元模拟实际工作中各构件之间的接触状态,选取主缸最大爆压时刻作为连杆静强度分析载荷工况,实现了对主副连杆结构的应力和变形分析.寻求到了一套进行主副连杆分析的有限元分析技术途径,可为此类结构的可靠性设计提供参考依据.     

基于ANSYS的液压挖掘机工作装置有限元分析

针对YC225LC-8型液压反铲挖掘机,利用力学理论和方法对其工作装置在三种典型工况下进行受力分析.使用ANSYS对挖掘机动臂进行有限元静力强度分析,得出三种典型工况下的应力和应变云图以校核其强度.有限元分析结果显示:挖掘机动臂的静强度满足要求,其最大应力主要出现在液压缸和动臂连接的铰接点以及动臂和底座的铰接点处,这是对工作装置的强度起控制作用的一个重要因素.有限元分析结果对设计优化工作装置的具指导作用.     

热-结构耦合的高炉炉壳静强度及疲劳强度分析

通过工程传热分析计算出冷却模块内冷却水与水管内壁的对流换热系数以及炉壳外表面的综合换热系数,并根据还原炉的工作流程,确定了3种载荷工况;然后借助大型通用有限元分析软件ANSYS,采用热-结构耦合的方法计算了高温状态下炉壳的温度分布、热-结构耦合应力场。模拟计算结果表明,在工况载荷作用下,炉壳各部位最大Von mises应力均远远小于材料的屈服极限,炉壳静强度满足要求。对各节点按Goodman-Smith疲劳极限图进行疲劳评定,炉壳的疲劳强度也满足要求。     

基于断裂力学的组合梁栓钉疲劳性能

为研究钢-混凝土组合梁中的栓钉在疲劳荷载作用下的强度及寿命等问题,在有限元静力分析的基础上,根据断裂力学的基本原理,采用合理的假设,推导出了组合梁栓钉的疲劳寿命计算公式。分析结果表明:初始缺陷和应力幅对栓钉的疲劳寿命影响最大,应力上限对栓钉疲劳寿命的影响较小。建议在实际工程中栓钉的应力幅控制在极限抗剪强度的20%以下,应力上限控制在极限抗剪强度的70%以下。     

不同模量比对复合材料储能飞轮强度的影响

以材料的环向与径向模量比λ作为参量,利用ANSYS有限元分析软件,对给定尺寸不同材料的单层及双层异构复合材料飞轮转子进行强度计算,得出飞轮转子在高速旋转时的径向和环向应力分布规律。进而利用强度比方程求解各种结构的强度比,分析材料参数对飞轮转子强度的影响。     

基于Fe-safe的K形对接焊缝疲劳分析

基于等效结构应力法和BS7608焊缝疲劳分析方法,分析了不同坡角的K形对接焊缝的疲劳性能.分别采用ANSYS和Fe-safe对其进行静力分析和疲劳分析,得到K形对接焊缝本身的疲劳寿命和焊趾处的疲劳寿命.计算结果表明,焊趾处存在明显名义应力集中且随着坡口角度的增大而增大;焊趾处疲劳强度最低,焊趾的疲劳强度随坡角的增大而降低;焊缝自身的疲劳强度随着坡角的增大而有所提高.增大焊缝坡口角度有利于焊缝自身的抗疲劳性能,却不利于焊趾,这对钢结构加工过程中焊缝坡角的选择具有参考意义.     

基于疲劳强度分布的复合材料疲劳验证载荷放大系数

传统的载荷放大系数(LFE)法是在复合材料静强度和疲劳寿命的Weibull分布基础上推导得出的。为了保证复合材料疲劳试验验证的可靠性和疲劳载荷放大系数的分散性较小,利用疲劳可靠性理论,提出一种基于复合材料疲劳强度和疲劳寿命Weibull分布的载荷系数法——疲劳强度载荷放大系数(FLEF)法。将LEF和FLEF方法应用于疲劳试验数据分析,结果表明:在无批量数据的前提下,采用LEF法获得的疲劳载荷放大系数无法保证复合材料疲劳试验验证的可靠性,FLEF法确定的载荷系数具有更小的分散性,更高的可靠性。可见,与LEF法相比,FLEF法在理论和实践上更适合复合材料疲劳试验载荷放大系数的确定。     

混凝土泵车臂架系统疲劳强度分析

针对混凝土泵车臂架系统的强度,在静强度分析基础之上,对疲劳强度没有采用传统的S-N曲线方式,而更多地根据实际情况进行了深入分析.分析结果表明,臂架系统满足工程要求,可以为臂架的结构设计、改进提供可靠的参考依据.     

单层复合材料飞轮转子仿真计算分析

复合材料飞轮转子处于高速旋转状态下,其离心应力不容忽视,本文通过ANSYS静力分析模块对高速旋转的复合材料飞轮转子进行应力分析,并与理论计算进行比较,结果表明：运用ANSYS静力分析模块进行分析而获得的结果与理论计算结果非常接近.