低温风洞防护结构设计与强度校核

防护结构作为低温风洞内绝热系统的一个重要的子系统,具有隔绝绝热单元与低温介质,降低冷量损耗,形成气流通道的作用。然而,其在风洞运行过程中不断承受着风洞运行的低温载荷和交变压力载荷,为此,本文重点开展了防护结构设计和强度校核研究。首先,对防护结构进行了总体设计,明确了各部件尺寸和材料;然后,建立了防护结构三维有限元模型,根据低温风洞运行的最恶劣工况对防护结构进行了强度分析;最后,对防护结构进行了低温环境下的交变压力冲击试验。结果表明：设计的防护结构满足风洞运行工况下的强度要求,但在支撑件附近存在冷量损耗,这对我国将来自主开展大型低温风洞的设计建设具有重要的借鉴意义。     

空中爆炸冲击波作用下薄壁铝球壳体大变形响应的实验研究

对炸药空中爆炸冲击载荷作用薄壁铝球壳体在典型作用距离下的动态响应进行试验研究. 采用空中爆炸理论设计试验参数,测试薄壁铝球壳体的变形量,得到了作用距离、装药质量与中心变形量的对应关系,进行了弹性、刚塑性假设下球壳体动态响应的理论分析对比. 结果表明,试验结果与刚塑性理论分析结果吻合较好.     

基于TSV软件的大型低速风洞8 m×6 m试验段结构有限元分析

大型低速风洞8 m×6 m试验段能够减少模型尺度效应,更好地模拟被测试模型的细节,在航空、航天等领域有着广泛的应用需求.风洞尺寸越大,对风洞结构的安全性、可靠性和建造成本的要求就越高,因此,在设计阶段就必须对风洞试验段进行整体结构强度、刚度分析以校核其运营的安全性.以有限元模拟仿真分析软件TSV-Solutions对8 m×6 m试验段进行结构强度分析和模态分析,根据结果提出优化改进风洞试验段的结构,并对优化后的结果进行分析,优化后的大型低速风洞8 m×6 m试验段整体结构的强度和刚度在各种载荷工况下都能满足工程要求,计算模态结果与原设计方案一致,验证了本分析模型的合理性和可靠性.     

某种翼吊发动机安装结构应力分析方法研究

对一种大涵道比翼吊发动机安装结构进行传力特性分析。通过静力分析可得到工作载荷下各部件内力的理论解。建立了安装结构部件载荷分析的有限元模型。进行了安装结构在工作载荷下的静力试验,理论分析模型和有限元模型计算的结果与静力试验结果相符。根据得到的前安装框所受外力载荷,进行了前安装框的有限元建模方法研究。与实测结果对比表明,计算结果较为精确。     

反应堆用辅助泵的实体建模和抗震计算

运用CATIA软件建立了与真实辅助泵完全一样的三维模型,使用四面体单元对建立的模型划分有限元网格,克服了采用壳体单元的近似,使模型的计算结果更加可靠。计算了反应堆用辅助泵的抗震性能,在地震载荷、温度场的作用下,最大Mises等效应力为15.8MPa,小于应力极限值132.825MPa,辅助泵完全满足相关规范抗震强度的要求。     

基于实验对比的柴油机机体静刚度有限元分析

通过机械体原结构方案的有限元分析和试验对比,对６１３５柴油机机体有限元模型进行改进,为机体结构改进合理的有限元模型。方法采用静载荷下刚试验和有限元元分析对比结果改进原始结构有限元模型。     

复合材料夹层板层间剪切强度的试验研究

本文对蜂窝和泡沫夹芯的纤维增强复合材料夹层板进行剪切载荷下的强度试验,分析试验载荷—位移曲线及失效模式,并进行有限元分析,计算的破坏载荷和失效模式也与试验结果较吻合,为工程设计与应用提供了试验和分析依据。     

两种拖拉机安全防护架的非线性有限元分析

根据拖拉机安全防护架强度试验标准，安全防护架在试验载荷下发生大变形，几何非线性和材料非线性问题必须考虑．本文根据线性分析结果，进一步对安全防护架进行了非线性有限元计算，分析其强度和刚度．模型实验及其计算结果吻合，表明计算程序和方法是可行的．     

脉冲载荷下含表面裂纹的圆柱壳体的动态断裂

本文对在激光辐照和脉冲载荷联合作用下的含表面半椭圆裂纹的圆柱壳体进行了动态断裂分析,计算了其热弹性断裂问题的应力强度因子,并与文献[1]的结果进行了分析比较,由此可知,在加载或载荷消失的瞬间,对壳体的破坏性较大。     

摩托车发动机壳体噪声辐射数值分析

采用有限元/边界元法(FEM/BEM),对摩托车发动机壳体进行模态分析,将试验模态与计算模态进行对比,两者的吻合程度较高,表明所建立的有限元模型的正确性;对壳体进行频率响应分析及结构噪声辐射的仿真分析,并对发动机壳体的噪声辐射进行预测,得到其结构外部声场特性,将预测结果与试验结果在各频带下进行对比分析,其吻合程度较高,表明该方法是有效的。     

风力发电结构有限元建模及其地震响应分析

为研究不同精细程度的风力发电结构有限元模型在不同分析目的下的适用性,基于2MW三桨叶水平轴风力发电机,采用有限元软件ANSYS建立七种不同精细程度的风力发电结构有限元模型,以风力发电结构地震响应分析为例,得到各模型的响应结果,分别从变形、内力、应力以及应力集中四个方面分析各个模型的计算结果.研究结果表明:在计算风力发电结构的变形时,由于上部机舱及叶片对其影响较小,采用低阶单元即可得到较好的模拟结果;在计算塔底截面剪力和截面弯矩时,考虑机舱及叶片的有限元模型得到的结果较为精确,单元选择时需采用高阶实体单元;不考虑叶片、轮毂以及机舱得到的塔筒截面应力离散性较大,采用壳单元可较好地模拟塔筒截面应力;叶片、机舱等上部结构对门洞局部产生的应力集中影响较大,在计算时建议应用塔筒采用壳单元、门洞局部采用实体单元的多尺度模型进行模拟.     

不同斜撑方式对格构式异形铁塔的影响

铁塔是一种典型的主要承受风荷载的高耸结构.为了保证铁塔在正常使用状态下不发生过大的变形,必须对铁塔进行风荷载作用下的结构分析,并设计出合理的结构形式.结合风洞模型实验,利用大型有限元计算程序,分析对比了格构式铁塔的不同斜撑方式对结构变形的影响,得出交叉斜撑方式能使铁塔圆弧段的变形更小.     

深部矿井围岩应力变形的ANSYS数值模拟

针对矿井开发日益向地壳深处发展的现状,根据岩石力学和流变力学原理,分析了矿井在深部开采条件下开采深度和温度对围岩应力和变形的影响.采用大型通用有限元分析软件ANSYS,建立二维模型并对某矿井进行了数值模拟,184号节点在1 500和2 000 m深度下,矿井岩石的应力分别为42和56 MPa,位移分别为1.18和1.57 m.结果表明:围岩的变形随时间的增加而增加,并且围岩的应力与变形随开采深度(温度)的增加而增加.     

基于有限元的大型风力发电机轮毂的分析研究

本文中,通过UG软件的三维绘图功能创建了750KW大型风力机轮毂的实体模型,并采用有限元进行了静力学结构分析。计算出了轮毂的最大应力和最大应变。经过校核可知,最大值在材料的许用范围内。分析结果表明,通过ANSYS软件分析的结果与实际情况很接近。本文为后续设计出高性能的大型风机轮毂以及大型风力发电机机组的设计、优化提供一定的设计依据。     

航空铝合金薄壁件铣削加工变形的预测模型

为预测航空铝合金薄壁件的铣削加工变形,建立三维有限元模型.通过有限元软件MSC,MARC,向有限元模型添加初始应力场、对节点施加铣削力、控制铣刀路径和对模型的网格进行自适应网格细化.使用该模型进行薄壁零件的铣削仿真.仿真结果表明:铣削之后,薄壁零件呈中间凹陷、四周翘起的盆形.同时,零件的薄壁向内部凹陷.为检验仿真结果的正确性,设计验证实验以测量加工后零件的变形.实验的结果与仿真结果相吻合,证明本文提出的有限元模型可有效预测航空铝合金薄壁件的加工变形.该有限元模型可用来选择合适的加工策略以减小航空铝合金薄壁件的加工变形.     

特种车辆方舱结构的有限元分析

为了研究某特种车辆方舱的静力学特性,该文应用HyperMesh和MSC.Patran软件建立了方舱的有限元模型.针对其加强筋复合板的独特承载方式和复杂结构,采用壳单元和实体单元相结合的方法进行有限元建模.同时,运用有限元分析软件MSC.Nastran,对该方舱进行了静力学分析.计算结果表明:该方舱的最大应力值远小于许用应力,最大变形也低于许可值,该方舱满足结构的强度和刚度要求,具有较大的承载潜力.     

轻轨PC梁铸钢支座有限元分析及实验

跨座式轻轨轨道采用简支梁结构，铸钢支座需承受所有荷载，其强度将对轻轨交通产生决定性的影响。由于铸钢支座结构的特殊性和受载的复杂性，对其进行应力分析，确保轻轨安全，有极其重要的意义，通过对铸钢支座的有限元分析，建立了支座的三维有限元模型，分析支座承受的荷载及受力边界条件，得到接触应力和综合应力计算结果。为验证理论分析结果，对支座进行了疲劳试验，试验研究表明，有限元分析结果和试验结果吻合良好，保证了分析结果的可靠性。     

风电机组叶片流固耦合的数值模拟方法

 以某5 MW 风电机组叶片模型为对象,研究一种适用于风电机组叶片流固耦合数值模拟的风轮旋转模拟方法。以风切变形式模拟风轮旋转及来流风速的综合效应,对叶片各截面翼型的扭角进行修正,建立风电机组叶片的风轮旋转模拟模型,利用有限元法模拟风电机组叶片的风洞流场实验,仿真模拟旋转效应下风电机组叶片的周围气压、绕流分布、表面压力及结构位移,并进行数据交叉迭代求解,得到风电机组叶片的流固耦合结果。与额定风速均匀来流条件下的初始模型计算结果和文献实验结果进行对比分析,验证了风轮旋转模拟方法的可行性。     

北固山隧道施工力学特征及围岩变形控制

基于ANSYS软件,采用有限元法和BP神经网络建立数值分析模型,并确定围岩的力学参数.首先,考虑隧道开挖的空间效应,并分析围岩的位移场和应力场.然后,阐述围岩和边坡的破坏机理,从而进一步表明围岩的牵引作用对边坡和隧道稳定性的重要性.最后,应用所得破坏机理对北固山隧道围岩变形进行分析.结果表明:考虑边坡稳定性和围岩变形的技术方案是合理、有效的.     

基于壳梁单元耦合理论的车身有限元分析及其轻量化设计

在梁单元的基础上,采用壳单元和梁单元混合模型,并对壳元和梁元的边界耦合的刚度矩阵进行了详细的推导.利用通用有限元分析软件ANSYS计算了天然气公交客车在弯曲、扭转、转弯、刹车4种工况下的应力及变形.根据计算结果提出了轻量化的方案,并对应力集中点进行了结构优化,利用ANSYS对改进后的车型进行计算,结果表明改进方案可行.