轴压对固体发动机碳纤维壳体模态影响分析

以某发动机碳纤维缠绕壳体为例,在文中采用有限元建模,利用兰佐斯法进行模态计算,同时结合壳体的结构特点,利用理论计算的方法进行计算结果的初步校核,在理论计算的基础上,通过试验验证有限元计算结果的正确性。文中的研究思路对固体火箭发动机纤维缠绕壳体的设计具有一定的指导作用。     

—种SRM复合材料壳体的可靠性计算研究

本文采用蒙特卡罗随机有限元分析SRM纤维缠绕壳体的应力响应,然后进行强度校核和可靠性计算,进而为导弹总体结构可靠性评估提供依据。     

振动筛机架结构的优化设计

建立振动筛机架的有限元模型和优化模型,对刚度、强度和稳定性储备量足够大的振动筛机架进行优化设计.把设计变量的尺寸规格值作为优化后最优值,对优化后振动筛机架进行刚度、强度和稳定性校核.结果表明,经过优化后的振动筛机架的总质量有显著的降低,减小了29.41%;刚度、强度都满足设计要求,优化后振动筛机架不会出现失稳现象,结构稳定性好.     

基于ANSYS的抽油杆检测壳体壁厚优化设计

为了以最少的原材料满足结构强度、刚度要求,运用功能强大的有限元分析软件ANSYS对抽油杆检测壳体的厚度进行了优化设计,得出了合理的结构形式和优化尺寸,实现了结构轻量化的目标.结果表明,运用ANSYS进行优化设计问题的求解,可以很大程度上减少设计成本,使产品设计更为科学合理.     

高压输电线路救援机器人机械臂壳体拓扑优化设计

高压输电线路救援机器人轻量化是其实用性的关键性能之一.以高压输电线路救援机器人机械臂壳体为对象,采用拓扑优化的方法对该结构进行了优化设计,并依据优化结果对机械臂壳体进行了重构和验证分析.通过对重构前后的静应力对比分析表明,在满足强度刚度条件下,重构后的机械臂壳体质量降低了41.40%.研究可为高压输电线路救援机器人轻量化设计提供一种新的思路和方法.     

基于ANSYS对发动机连杆的有限元分析

连杆是发动机重要组成部分,因其质量较大,受力复杂,易引起连杆变形而导致失效。针对这一情况,在合理简化模型的前提下,利用ANSYS有限元软件建立连杆模型,在满足强度、刚度和稳定性的同时,将优化设计和有限元计算相结合,建立以连杆的最小质量为目标函数的优化方法,对连杆进行结构优化分析。优化后,连杆质量、最大应力和变形量均有减少,不仅节约材料,而且发动机寿命有所增加,为发动机的连杆结构尺寸优化改进提供一定理论依据。     

大口径闸阀阀体强度分析与结构优化

利用有限元软件对楔式闸阀阀体强度进行计算和分析,找出应力集中点,以应力集中处的最大等效应力作为目标函数,以阀座凸台处基本尺寸作为设计变量进行优化设计.得到理论最优的结构尺寸,提高阀体的强度,使阀体的应力分布更加均匀.优化前后结果对比表明优化后的阀体最大等效应力减少16.7%,优化后的阀体性能得到较大改善.     

带式输送机改向滚筒的结构优化设计

滚筒是带式输送机的主要承载元件,其可靠性和寿命直接影响带式输送机的性能.国内的滚筒设计往往采用经验公式法和类比法,设计工程师根据自己的理论知识和工程设计经验,经过不断地选择、试算、分析、校核直至达到设计要求为止.这种设计方法往往使用很高的安全系数来保证结构的安全,结果造成滚筒结构尺寸和重量加大,增加了不必要的制造成本.与美国、日本传递相同动力的滚筒相比,国产滚筒的质量平均高出1/3左右.增大滚筒尺寸不能解决滚筒失效问题,因为滚筒是一个复杂的系统,各个构件的强度和刚度互相影响,单方面增加某个尺寸可能会给其他构件带来不利的影响.为使滚筒既能满足刚度和强度条件,又便于制造、使用、维修和节约成本,需要用有限单元法对其进行精确的应力分析和结构优化.本文基于国际大型通用有限元分析软件ANSYS,讨论改向滚筒的优化设计数学模型建立和求解方法.     

非对称铺层T700复合材料层合板铺层顺序优化

为分析经过铺层顺序优化后的复合材料层合板的承载能力,基于有限元优化设计软件,构建碳纤维复合材料层合板有限元模型,施加边界条件与轴向载荷,进行力学性能分析;以碳纤维复合材料层合板铺层顺序为设计变量,以层合板主应变、连续角度铺层不超过四层等为约束条件,最大承载能力为设计目标,对层合板进行优化;并对优化后的层合板基于强度理论进行校核,结合力学试验对比分析优化前后的层合板力学性能差异.结果表明:碳纤维复合材料层合板铺层顺序经过优化后,承载能力增强,试验结果与仿真结果具有一致性,优化方法是合理可靠的.     

可移动式小型发动机机壳电动维修台的设计

通过设计一种发动机机壳电动维修台，来实现发动机机壳维修时的移动、固定、翻转，通过设计方案的对比，确定维修台的整体结构设计，采用三维软件对主要受力零件进行有限元分析，校核其强度满足使用需求，也为相关机械设备的设计研发奠定一定的基础。     

空间光学遥感器长条形反射镜集成优化设计

针对空间光学遥感器离轴三反光学系统主镜的高轻量化率、高面形精度要求,提出了一种长条形反射镜集成优化的设计方法。首先利用变密度的拓扑优化方法分别得到刚度最大化和一阶频率最大化的反射镜拓扑模型,综合两种拓扑模型得到了反射镜的集成设计方案;然后提出了基于镜面变形值的镜体加强筋变量拓展优化方法,进行了设计变量的灵敏度分析,并对反射镜局部加强筋进行了多变量尺寸优化,得到了该长条形反射镜的最佳轻量化结构;最后对优化结果进行了有限元分析,仿真结果表明反射镜在优化后的面形精度有了显著提升,镜体质量仅为8.65 kg,与实心镜体相比轻量化率达到了80.9%。在Z向1g重力作用下,镜面面形精度峰谷值为23.70 nm,均方根值为4.54 nm,该优化方法能很好地满足设计要求。     

基于XGBoost-PSO的混凝土重力坝体型多目标优化设计

为解决重力坝优化设计以截面尺寸作为唯一设计变量,缺乏考虑材料属性对重力坝优化设计影响的问题,综合经济、抗震安全进行重力坝多目标优化设计方法研究,构建了综合经济、抗震安全指标的多因素评价体系;采用ABAQUS软件对重力坝进行有限元静动力分析,基于计算结果采用变权功效系数法进行量化评价;采用XGBoost-PSO算法进行寻优得到最终优化方案。实例验证结果表明：多目标优化方案与初始方案相比,在经济、抗震安全指标上都得到了明显改善;相比传统单目标优化模式,经济、安全多目标优化更适用于抗震安全要求高的重力坝工程。     

管壳式相变蓄冷单元传热肋片拓扑优化设计

针对管壳式相变蓄冷单元传热肋片结构设计固化，概念设计缺乏理论指导，强化换热效果有限等问题，本文基于拓扑优化理论，构建二维管壳式相变蓄冷单元的物理模型并进行有限元分析；选取最终时刻平均温度为目标函数，以肋片材料体积占比为约束条件构建管壳式相变蓄冷单元二维肋片拓扑优化模型；对模型进行特征求解得到肋片清晰的拓扑轮廓以及动态演化特性。在上述研究基础上，进一步分析了不同肋片体积占比下所得优化拓扑构型的异同，得出20%的体积占比是综合考虑优化效果和成本的较优值。对比相同肋片体积分数下直肋单元与拓扑优化肋单元的蓄冷特性，结果发现，采用拓扑优化肋片的蓄冷单元中蓄冷速率较直肋提高了41.7%，最终时刻设计域的平均温度较直肋降低了3℃左右，从而验证了拓扑优化在相变蓄冷单元传热结构优化方面的优势。     

三维地震作用下板锥柱面网壳结构的力学性能

以两纵边支承的板锥柱面网壳结构为研究对象,基于几何非线性有限元法,运用时程分析法计算板锥柱面网壳结构在三维地震作用下的地震响应,研究了板锥柱面网壳结构在动力作用下的位移和内力分布规律,同时分析了此结构在地震作用下的支座反力特点,并且得出了一些有价值的结论,为板锥柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析

两档机械式自动变速器（2AMT）因其可以进一步提升电动汽车的动力性与经济性而被广泛研究。在设计2AMT过程中，需要对其进行反复校验、优化以同时满足轻量化、高强度、低噪音等要求。根据经典力学理论，对2AMT的电机以最大扭矩输出时齿轮、齿轮轴和壳体的受力进行了分析。基于有限元分析理论，利用ANSYS软件对壳体进行强度与模态分析，并根据分析结果对结构进行了优化。结果表明，2AMT壳体满足强度要求，优化结构使最大形变减少0.057 mm、最大应力减少20 MPa，且其固有频率能够避开常见转速范围内的齿轮啮合冲击频率。     

基于有限元技术的工业机器人本体刚度优化设计

采用有限元分析技术,对工业机器人整机进行有限元建模;基于有限元模型对整机和各零部件进行刚度贡献度分析,将分析结果和现有评价标准进行对比,识别待优化零部件;对待优化零部件采用结构拓扑优化技术进行优化,最终得出刚度合理的零部件及整机设计方案。通过对比优化前后的整机刚度综合系数和质量参数,可知本文所述方法能够在机器人设计阶段有效优化工业机器人的整机刚度和整体质量,使得机器人刚度设计更为合理。     

U型渡槽参数化有限元建模与智能优化设计研究

为推动U型渡槽的结构优化设计更好地向智能化、自动化发展,建立了一套结合参数化有限元分析程序及智能优化算法程序的结构优化设计系统。基于自主研发的大型有限元通用程序HSNAP,开发了参数化建模程序模块,实现了渡槽三维设计模型的参数化描述;结合多核并行技术,编制了并行化鲸鱼优化算法程序进行优化计算。结合某灌区U型渡槽工程,以混凝土用量最低为优化目标,采用所提出的结构优化设计系统对渡槽结构尺寸参数进行优化,分析结果表明,与原设计方案相比,优化方案能够满足结构的安全要求,并具有显著的经济效益。     

PBGA封装体的热-结构数值模拟分析及其优化设计

基于热弹性力学和结构优化理论，针对典型的PBGA封装体在工作过程中的受热问题，建立了有限元数值模拟分析模型，模型中考虑了完全和部分两种焊点阵列形式，采用了基于散热功率的热生成加载、热循环加载和热循环、热生成综合加载三种方式．计算结果与文献中的实验结果进行了比较，并讨论了各层材料的主要参数对封装体热-结构特性的影响，算例结果表明对电子封装体的热-结构特性分析采用有限元数值模拟是可行的，并据此分别以最大应力最小化和封装体质量最轻为目标，对封装体进行了优化设计，为提高封装件的可靠性和优化设计提供了理论依据．     

热丝法批量制备金刚石涂层钻头参数仿真优化

基于有限容积法,研究了采用热丝化学气相沉积法常规工艺在批量化YG6硬质合金钻头工作表面制备金刚石涂层过程中基体表面的温度场分布状况,并通过测温对照试验验证了仿真方法及仿真结果的合理性和正确性.在传统的等间距热丝排布方式基础上系统研究了不同热丝参数(间距D、长度L、半径r、温度T和高度H)对基体温度场分布的影响,并进一步提出了不等间距的热丝排布形式以提高批量化基体表面温度场分布的均匀性,据此确定了用于批量制备金刚石涂层钻头的最优沉积参数.采用最优参数批量制备的金刚石涂层钻头具有较好的涂层质量和一致性,进一步验证了基于仿真的沉积参数优化方法的可靠性.