某电动公交车车架结构分析及轻量化设计

采用UG软件对电动公交车车架进行建模,运用有限元分析软件ANSYS Workbench对车架进行模态分析和3种工况下的静力学分析,结果表明车架结构符合安全要求。然后以变密度拓扑优化法对车架进行轻量化设计以及轻量化评价,轻量化系数从0.003 74减小到0.003 27,完成了对电动公交车车架的轻量化设计。     

基于流固耦合的风力机预应力模态分析

以某1.5 MW水平轴风力机风轮为研究对象,考虑风轮旋转气动力和结构的流固耦合效应,运用ANSYS Workbench有限元分析软件,计算出不同风速时风轮旋转气动力与结构流固耦合作用下的压力.将压力作为输入载荷对风轮结构进行静力学分析,进而转换为预应力条件下的模态分析.结果表明:风力机运行时,叶尖处的变形最大,叶片上距离叶根3/4段处和叶根部有明显的应力集中;最大应力在额定风速以前随着风速的增大而增大,额定风速以后变化较小;叶片最大变形量随着风速的增大而增大;旋转效应使得风轮各阶模态所对应的频率增大.     

基于ANSYS的轴流泵转子系统有限元分析

为了研究预应力对便携式轴流泵叶片的应力及应变的影响,基于有限元理论,在Workbench平台上,采用ANSYS CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构进行耦合求解.其中流场计算选用以雷诺平均方程为基础的SST k-ω湍流模型.结构计算采用弹性体结构动力学方程,对叶轮叶片在不同流量工况下的变形和应力分布以及各阶模态变化进行了计算.结果表明:在水体作用力和旋转离心力作用下,轴流泵叶片的最大变形发生在叶片进口轮缘处,且从轮毂到轮缘的径向方向上,变形程度逐渐变大;在叶轮压力面靠近轮毂附近区域出现应力集中,各工况最大应力值均远小于最大拉应力,能够满足强度要求;有无预应力对转子系统的各阶模态影响很小,且不同流量工况下各阶模态的变化也很小.     

立式铣床工作台的静动态特性分析

以XK716D立式加工中心工作台为研究对象,在UG中建模,将模型导入到ANSYS Workbench软件中,利用ANSYS Workbench的静力学分析功能,对工作台进行极限载荷状态下的静力学分析,并根据计算结果校核了工作台的静刚度,同时为精确的工件加工提供指导依据。对工作台进行模态分析得到了工作台的前六阶模态,通过对固有频率的分析,得到了在常用转速范围内引起共振的激励频率,以及在实际加工时避免共振的转速数据。并通过进一步优化工作台的结构性能来避免共振。     

折叠电动车主折叠机架的轻量化设计

以折叠电动车主折叠机架为对象,利用有限元对其进行轻量化设计.运用Solid Works建立主折叠机架的简化三维模型,导入到ANSYS Workbench中进行静力学分析,并利用拓扑优化和尺寸优化的方法对主折叠机架连杆进行轻量化设计.结果表明:原始折叠电动车主折叠机架在3种工况下有可优化的空间,进行拓扑优化后主折叠机架由10.97 kg变为10.48 kg,减轻了4.47%;对拓扑优化后的结构进行力学分析,发现主折叠机架还有进一步优化的空间.在拓扑优化的基础上,通过尺寸优化的方法对主折叠机架的槽型折弯件的截面尺寸进行轻量化设计,其质量变为8.72 kg,两次优化主折叠机架共减轻了20.51%,轻量化效果明显.     

基于ANSYS的槽式太阳能桁架支撑结构数值分析

利用ANSYS有限元软件建立模型,根据桁架式聚光器的实际工况进行结构静力学仿真分析,并对该模型进行模态分析研究,得出影响聚光器结构和工作性能的共振频率值.同时应用ANSYS优化模块对桁架杆的尺寸进行优化,在满足设计要求的范围内,使桁架式支撑结构的重量达到最优值,既能实现产品正常性能,又能降低企业生产成本.     

基于轻量化的运材跑车齿轮减速机构设计

以YP2.0-A型遥控跑车的减速机构为研究对象,采用Solidworks软件进行三维建模.应用HyperMesh中的ANSYS模块对其进行3D网格划分,利用ANSYS对其进行接触静力学仿真分析.通过分析得出该构件的最大工作应力为123.23 MPa,满足材料的强度条件和工作要求.以材料的许用应力及其位移作为优化的约束条件,利用OptiStruct进行拓扑优化设计,齿轮的质量与原始设计相比,减低了11.85％,使其达到轻量化的目标.     

连续旋转液压伺服关节整体模态分析及关键部件静力学分析

利用ANSYS Workbench对新型连续旋转液压伺服关节整体进行模态分析,得到3阶振型状态,同时对关节关键部件叶片组和定子进行静力学分析。结果表明,连续旋转液压伺服关节的一阶模态频率为138.63Hz,在该频率下变形最大的外壳体最大直径处为整个关节的薄弱环节,但该处不会发生共振;叶片的薄弱环节为叶片上部的1/3处,定子的薄弱环节为定子曲线大圆和小圆的过渡曲线处,但这两处的最大应力都小于其材料的屈服强度,故可认定该关节的设计具有可行性。     

风机维修平台用齿轮齿条机构的动力学分析方法

目的对所设计的风机内部维修平台的齿轮齿条运行机构的平台进行动力学分析,解决风机维护问题.方法利用三维绘图软件Solid Works建立了齿轮齿条的三维实体模型,在Ansys Workbench中建立了有限元模型,利用瞬态动力学模块分析风载大小的变化对平台运行机构的影响.结果通过对平台运行机构在强风,高空的工作环境下的有限元分析和电机突然启制动对齿轮齿条的瞬态动力学分析,得出风机内部维修平台运行机构在风机特定工况下,接触应力随时间变化的仿真曲线.齿轮齿条的最大接触应力在144.9~146.5 MPa波动,并在约0.2s以后稳定在145.7 MPa,符合所选取齿轮齿条材料的许用应力要求.结论平台齿轮齿条运行机构在选定的特殊工况下都能安全工作,当风场风速与所吊重物尺寸存在指定关系时可以进行吊装作业,所选取的运行机构的结构形式也为同类风机内部维修平台的设计与优化提供参考.     

基于ANSYSWorkbench的大型数控龙门铣镗床床身静动态特性分析

对某大型数控龙门铣镗床床身的结构特点和受力情况进行了分析。在此基础上以ANSYS12.1Workbench为平台,用有限元方法对该床身进行了静力学和模态分析,并在不同约束条件下对比了床身的静力学变形和模态。分析结果表明该机床床身静力状态下变形较小,低阶模态频率较高,符合使用要求,但结构较为厚重,优化空间较大,可进行进一步优化。     

1kW垂直轴风力发电机叶片静力分析

叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件之一,影响着风力发电机的能量转化效率及安全性.以1 k W垂直轴低风速风力发电机叶片为例,介绍了叶片的基本结构,采用Solidworks对叶片进行建模,分析叶片受力;使用Gambit及Fluent计算叶片在额定工况下所受的风力载荷,简化叶片结构,绘制计算网格,设定计算条件;利用Midas NFX有限元软件对叶片进行静力学分析.仿真分析结果表明:叶片与连杆连接处形变量最小,叶片两端最大,最大变形量为31.25 mm;叶片的受力在叶片与连杆的连接点处最大,最大应力值为69.26 MPa.通过分析计算,得出风电叶片的受力分布规律,为叶片结构的进一步测试和优化提供依据和参考.     

基于Ansys Workbench锤片式粉碎机转子模态分析

锤片式粉碎机转子在实际粉碎过程中,由于工作环境及工作工况复杂多变,为防止转子在粉碎过程与其他结构发生共振,为了减少转子共振现象的发生.运用三维软件Solidworks对粉碎机转子进行实体建模,以?.x_t通用格式导入ANSYS Workbench并对设计的转子进行模态分析,了解转子结构的固有频率及振型,以方便在实际设计...     

基于ANSYS Workbench的电源车骨架模态分析

采用Solidworks软件对某型号电源车骨架进行三维设计与建模,然后利用ANSYS Workbench软件建立有限元分析模型,对骨架进行了模态分析,得到该电源车骨架固有频率和振型,进而研究该电源车振动情况,为下一步对该电源车骨架的结构改进提供理论依据.     

基于ANSYS与Workbench的雨棚结构有限元分析

以某桥梁工程中的人行道雨棚为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立了雨棚结构的整体有限元简化模型,对其同时承受风载和雪载的状态进行了静力学分析,得到了它的整体变形和应力分布结果,并提取其整体结构的轴向力和弯矩,作为分析其柱脚的载荷.在Pro/E中建立了柱脚的三维实体模型并将其导入到Workbench中,利用Workbench对其进行加载分析,得到柱脚的变形和应力分布情况.结果表明该雨棚的整体结构和柱脚设计均满足强度和刚度要求.     

塔式起重机臂架周期性拓扑优化设计

为实现塔式起重机臂架桁架结构腹杆的布局优化,提出了基于连续体拓扑优化的桁架结构优化设计方法.首先去除起重臂腹杆,用腹板代替,同时为克服臂架细长难以进行拓扑优化的特点,将起重臂划分为若干个优化周期,建立臂架的周期性板梁优化模型;然后使用周期性SKO(soft kill option)方法对腹板进行连续体拓扑优化,优化中使用温度过滤函数消除棋盘格式现象,得到优化的腹板拓扑构型;最后使用有限单元8-邻域网格模型骨架提取算法得到腹板拓扑的中心骨架进而得到优化的腹杆布局.选取QTZ63塔式起重机最大幅度、最大起重量和最大应力3种典型工况作为优化工况,并考虑起升动载荷、风载荷及惯性载荷进行优化设计.基于3种典型工况,从强度、刚度、稳定性方面对原臂架和优化臂架进行了对比分析,验证了优化方法的有效性.     

面向机床整机性能的床身静态特性分析

机床床身作为数控机床的基础支撑件之一,其静态性能对机床性能有重要影响。为得到单个部件的静态性能对整机的影响,以CLFH-200齿轮复合机床床身为研究对象,提出了一种针对机床单个部件性能与整机性能相联系的分析方法,采用Solidworks软件建立整机模型,运用ANSYS Workbench软件建立刚柔耦合有限元模型,利用双因素优选法确定机床床身最佳分析位置,选取刀具位移为静力学分析观测值。结果表明:由床身形变引起的刀具位移为0.004 85 mm,床身最大应力在材料许用应力范围。本文研究为机床单个部件的设计和优化提供了参考。     

双柔性平台的设计与分析

利用桥式放大器设计了新型二维微动平台,通过桥式放大器的1/4数学模型和微动平台的1/4数学模型分别应用矩阵法和拉格朗日能量法计算出微动平台的放大比和固有频率理论公式.在Solidworks12.0下建立了实例的三维模型,导入ANSYS12.0中.并对实例进行有限元静力学和模态仿真分析,与理论结果进行比较,误差分别为0.8%和3.5%.误差产生的可能原因为理论计算时假设微动平台的其余部分是刚性的,只有柔性铰链是柔性的,并忽略了各杆的弹性变形和内部应力,同时把铰链简化为刚度为Kα的扭簧.这些计算将为以后的微动平台制作、优化提供理论依据.     

Am级中央分隔带柔性护栏耐撞性拓扑优化设计

为了设计出一套满足Am级防撞等级的新型中央分隔带柔性护栏,根据国内现有的评价标准,首先基于动态显式有限元方法建立并验证汽车-护栏有限元模型;然后结合元胞自动机的拓扑优化方法以立柱为设计域进行了不同工况下的拓扑优化分析,并提取了"叶片型"立柱拓扑构型;再运用正交试验方法对影响护栏性能的4个设计变量进行研究,获得中央分隔带柔性护栏立柱的最佳尺寸参数;最后对其进行验证分析。分析结果表明,3种法规规定的车型与护栏碰撞过程中,护栏的最大横向偏移量均小于评价标准规定的1000mm,车体的最大加速度均小于评价标准规定的20g,满足了碰撞安全性能评价标准要求,故得到的"叶片型"截面立柱能够实现Am级防护能力。     

基于Workbench的防辐射挖掘机驾驶舱支座的有限元分析

增加了屏蔽层的防辐射驾驶舱较之原来驾驶舱增重了5.5 t,有必要对其支座的强度进行分析与校核.本文应用ANSYS Workbench对防辐射挖掘机驾驶舱支座进行有限元分析,得到其应变和应力分布情况;采取支撑板和回转平台底板加厚等措施对驾驶舱支座进行结构优化.最后对挖掘机回转平台进行模态分析,得出回转平台前十阶的固有频率和振型.模态分析为支撑座的强度设计,减少驾驶舱的振动提供了理论依据.     

3MW风力机叶片的3D建模及模态特性分析

叶片在风力发电机的能量转化的过程中是至关重要的,它的设计成为了风力机设计的核心和重点.以3 MW风力发电机叶片为研究对象,选择了合理的设计参数,在Pro/E中建立叶片三维实体模型,利用ANSYS进行不同工况的模态分析,计算出各阶固有频率和振型,通过对比分析得到叶片在工作时不会发生共振,满足叶片设计要求.