基于CATIA的带式输送机托辊轴有限元分析

本文以三维一体化软件CATIA为工具,对带式输送机托辊轴进行设计分析:首先以带式输送机托辊轴为研究对象,对其进行受力分析和载荷计算;然后利用CATIA零件设计模块建立托辊轴三维实体模型;最后采用CATIA的有限元分析模块对托辊轴进行静态分析并得出其应力应变分布规律,为托辊的设计和优化提供一定的理论依据。     

静态下螺旋弹簧托辊的特性分析及参数优化

本文对螺旋弹簧托辊的力学模型,利用计算机算出了弹簧托辊各截面的应力分布规律及纵向变形规律,推导出了弹簧托辊在受径向力时的挠曲线方程,并通过实验以加验证;推导出了以保证物料动安息角等为约束函数,以弹簧质量最小,运输量最大为目标的目标函数方程;编制了计算机优化程序,并利用模糊优化方法对弹簧托辊各参数进行了优化设计。     

基于COSMOS的轻烃外输泵泵轴危险点的有限元分析

利用Solid/Works的COSMOS软件,对轻烃外输泵泵轴的危险点,在静态状态下,进行了有限元分析与强度校核。得出了不同工况条件下,泵轴三向应力图。通过分析计算,确定零流量工况时,泵轴在安装叶轮的轴肩处应力值最大,为整个泵轴的危险点。实践应用表明,有限元分析的结果是正确的。     

零件设计过程多学科协同优化

基于传统零件设计与优化遵循顺序过程无法达到面向载荷—结构—工艺的全局最优,对轴类零件的过程设计多学科优化进行研究;以质量为系统级目标函数,以集中载荷截面的弯矩和扭矩、安全系数变化、切削加工去除材料总量为学科目标函数,建立过程协同优化模型,以遗传-粒子群算法进行求解,并以某电动助力转向器(EPS)输出轴为研究对象进行优化计算.研究结果表明:输出轴质量减小5.5％,在300N·m扭矩或80N·m助力转矩2种状态下优化后最大变形分别减小4.2％和9.6％,最大应力分别减小4.4％和10.1％.     

带式输送机从动轴的疲劳分析

通过Pro／E软件的参数化建模思想对带式输送机从动轴进行实体建模,添加约束和载荷后对其进行工作载荷作用下的有限元分析,找出最大应力应变作用点,在静力分析的基础上对其进行疲劳分析,确定轴的安全系数。研究结果为传动轴的结构设计提供理论依据,为轴的优化提供前提条件,在许用应力范围内最大限度地减小了应力集中。     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.     

基于Abaqus的防滑差速器壳体静力学分析

为获得某款防滑差速器壳体在实际工况中的具体力学特性,基于有限元分析法对某四驱汽车防滑差速器壳体进行设计分析。首先,在Abaqus软件中建立防滑差速器壳体的有限元分析模型。接着,利用Romax软件进行防滑差速器壳体在两种极限工况下的轴承受力分析,同时设立更为精确的边界条件和载荷,从而进行应力、应变和疲劳分析。分析结果表明该防滑差速器壳体在极限工况下位移量较大,需要进行优化设计。结合静力学分析结果,以壳体加强筋的长度和厚度为优化变量,对防滑差速器壳体进行优化设计,通过优化前后对比分析,发现优化后壳体在各种工况下的应力和应变均显著降低,符合设计要求。采用软件仿真进行轴承受力分析有效地避免了繁琐的理论计算,同时使得分析方法更加简单,分析结果更贴合实际。另外,有限元分析方法也大幅缩短了防滑差速器壳体的研发周期与设计成本。     

预应力弹簧托辊的力学分析

预应力弹托辊是一种新型的托辊机构,本文对其在径向载荷及轴向载荷作用下进行了受力分析,得出了预应力弹簧托辊的强度准则.根据计算知,预应力弹簧托辊的强度主要受轴向载荷的影响,弹簧托辊中间截断面是危险截面,托辊旋转时虽受循环应力作用,但应力幅值较小,强度校核时可按静态处理.     

无衍射光束最大准直距离的几何光学模拟与实验

利用几何光学方法对轴棱锥产生近似无衍射光进行分析,给出最大无衍射距离的几何表达式.利用光学设计软件ZEMAX对产生近似无衍射光的光路进行追迹,并模拟横向光强分布.通过几何分析、软件模拟及实验验证,讨论光束半径和轴棱锥底角对最大无衍射距离的影响.研究结果表明,最大无衍射距离随入射光束半径的增大而增大,且近似成正比;而最大无衍射距离随轴棱锥底角增大而减小,且近似成反比.     

基于ANSYS六自由度串联机械臂联接轴的结构优化

在六自由度串联机械臂结构优化设计过程中,建立了六自由度串联机械臂中薄弱环节联接轴的有限元模型,采用ANSYS软件对联接轴结构进行分析,得出了联接轴在工作状态下的应力分布规律以及变形状况,表明了联接轴的结构设计满足了刚度和强度要求,同时也为对其结构进行进一步优化提供了理论依据.     

渐进结构优化方法在联轴器优化设计中的应用

针对联轴器优化设计中普遍关注的结构轻量化和最大应力最小化问题,借助Hyperworks 有限元分析软件,采用渐进结构优化方法,对SSWZ330 型十字轴万向联轴器进行了结构拓扑优化设计。优化后,可使材料节省9． 17%,工作时最大静应变减少2． 3%,最大应力减少52． 1%,改善了结构性能,减轻了结构重量,拓展了Hyperworks 软件在机械部件结构拓扑优化设计领域的实际工程应用。     

混合式磁流变弹性体隔振器多目标优化设计

针对现有磁流变弹性体隔振器功耗大、产生磁致刚度小的问题,以低功率和大磁致刚度为优化目标,对剪切和压缩磁流变弹性体及相关结构参数同时进行多目标优化设计。建立隔振器磁致刚度、功率及其他关键数值计算模型;分析磁场影响及磁路饱和情况,采用遗传算法进行多目标优化,在低功率和大磁致刚度之间寻得平衡,得出最优解;利用Ansoft-Maxwell软件对优化后的参数进行了仿真,仿真结果与计算结果一致。结果表明：优化后可保证压缩磁流变弹性体最先达到饱和状态;总磁致刚度提高49.67%,功率降低48.69%,总磁致刚度与功率改善效果明显,为后续结构设计及实测提供理论和实验依据。     

软件测试的一种数学优化方法──由Fokker Planck方程得到的Markov链算法

从数学优化角度对软件测试问题进行探索性研究，将软件测试中的结构测试问题转化为一个组合最优化问题，然后利用Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程的离散形式而得到的Ｍａｒｋｏｖ链为基础的一个算法求解．最后给出了几个测试实例的部分数值结果。     

Memory Access Optimization of Molecular Dynamics Simulation Software Crystal-MD on Sunway Taihu Light

The radiation damage effect of key structural materials is one of the main research subjects of the numerical reactor. From the perspective of experimental safety and feasibility, Molecular Dynamics(MD) in the materials field is an ideal method for simulating the radiation damage of structural materials. The Crystal-MD represents a massive parallel MD simulation software based on the key material characteristics of reactors. Compared with the Large-scale Atomic/Molecurlar Massively Parallel Simulator(LAMMPS) and ITAP Molecular Dynamics(IMD)software, the Crystal-MD reduces the memory required for software operation to a certain extent, but it is very time-consuming. Moreover, the calculation results of the Crystal-MD have large deviations, and there are also some problems, such as memory limitation and frequent communication during its migration and optimization. In this paper, in order to solve the above problems, the memory access mode of the Crystal-MD software is studied.Based on the memory access mode, a memory access optimization strategy is proposed for a unique architecture of China's supercomputer Sunway Taihu Light. The proposed optimization strategy is verified by the experiments, and experimental results show that the running speed of the Crystal-MD is increased significantly by using the proposed optimization strategy.     

环扇形薄板弯曲问题辛本征解及V形切口应力奇异性讨论

通过引入弯矩函数和恰当的变换,环扇形薄板弯曲问题可导入到二类变量的辛空间,应用分离变量以及辛本征函数展开的数学物理方法进行解析求解.首先,从环扇形薄板弯曲问题的通解出发,讨论了两直边固支,以及一直边自由、另一直边固支边界条件的板,给出了这两种边界条件下相关问题的辛本征解.其次,对相应边界条件下V形切口尖端应力奇异性进行了讨论.环扇形薄板弯曲问题的成功求解再次验证了辛对偶体系方法的有效性.     

基于SiPESC.OPT的结构动力模型修正研究

将模型修正问题转化为优化问题,基于自主研发的优化分析软件SiPESC.OPT并集成结构有限元分析软件,研究了结构动力模型修正问题,通过桁架和Garteur飞机的修正算例很好地证明了该方法的可行性.通过SiPESC.OPT和商用有限元软件的集成,实现了优化算法和有限元分析类型多样性的需求,不仅提高了模型修正的效率,且保证了有限元分析的精度,有很高的工程实用价值.在Garteur飞机修正算例中,详细阐述了模型精化、参数增减及取值范围调整、灵敏度分析等过程,取得了精度很高的修正结果.     

润扬大桥修正斜拉索力的基准有限元模型

为了掌握润扬大桥北汊斜拉桥在运营荷载作用下的工作状况和桥梁结构的实际承载力,并为成桥运营健康监测系统提供基准有限元模型,结合该桥的动静载试验,采用自定义钢箱梁主梁截面的脊骨梁整体模型,通过不断修正拉索实参数,使得拉索应力与成桥状态拉索应力实测值相一致.利用Ansys的二次开发功能,编制了相应的宏命令和子结构分析模块.并把计算结果与成桥试验获得的扁平钢箱梁应力和模态频率做了对比分析,计算应力与实测值吻合较好,低阶模态频率相对误差在4%之内,验证了基于实测索力修正模型的正确性,不仅能为成桥健康监测系统提供参考,同时也为今后类似问题的Ansys二次开发提供了相应的思路.     

谷物脱粒机机架的静力分析与拓扑优化设计

利用SolidWorks软件建立谷物脱粒机的三维模型,通过ANSYS workbench对其机架进行静力学分析,研究计算机架整体的应力分布和变形位移情况;参考静力学分析结果,以减轻机架质量为目的,对其结构进行拓扑优化设计。结果表明,改进后的机架在满足结构使用性和材料力学性能基础上,质量减少了10.98%,实现了脱粒机机架的轻量化设计,节约制造成本。     

基于ANSYS Workbench的镜头跌落仿真分析研究

应用ANSYS Workbench软件的分析功能对镜头进行跌落仿真分析。假设镜头按照一定的初始条件自由跌落,通过计算机模拟它与地面的接触碰撞,从碰撞后镜头的应力应变分布图中可以看出零件的变形。针对变形较大的部位,通过结构优化设计来提高其结构刚度,然后对优化后的结构再次进行仿真分析。结果表明,变形减小,从而证明优化设计...