内河小型干货船结构有限元分析

以内河小型干货船为例,建立舱段有限元模型,阐述了舱段结构有限元结构分析方法.所得到的船体结构有限元分析结果对同类型的内河小型干货船设计和强度分析有一定的参考价值.     

硬壳式导弹舱段的动力学特性分析

导弹舱段的动力学特性分析是导弹设计中的一个重要环节.由于导弹舱段主要承受集中力和集中质量的特点,本文首先建立了舱段的简化分析模型,采用传递矩阵法对该简化了的舱段模型进行理论分析,同时对该模型进行有限元法模拟,对比可知,两种方法获得的舱段振型相符.在以上分析的基础上,为使计算接近舱段实际结构,利用ANSYS建立完整舱段的有限元计算模型,对该模型进行动力学仿真后得出其5阶振型及其对应的振动频率.本文的分析结果为完整舱段的振动特性提供了直观的认识,可以为舱段结构的实际设计提供理论参考,具有一定的借鉴意义.     

基于描述性和有限元计算的散货船结构优化设计

HCSR强制要求船长大于90 m的散货船结构设计必须满足协调共同结构规范,并必须对货舱段结构进行有限元分析。目前基于有限元直接计算的船舶局部结构优化和优化算法研究非常成熟,缺乏基于描述性计算方法与基于有限元直接计算方法的结构化对比研究。文章对散货船进行舱段有限元建模,根据HCSR规范设定边界条件、选取实际载荷,进行有限元求解,并通过对不同构件2种计算结果的对比,分析2种计算要求对不同构件的影响进行结构优化。     

基于HyperWorks的某轿车白车身刚度分析及优化

本文以某轿车白车身为研究对象,使用有限元分析软件HyperWorks建立其有限元模型,再对白车身的扭转工况和弯曲工况进行分析,并根据评价指标对该白车身的刚度进行分析评价,得出该轿车白车身的扭转刚度满足国外轿车较高设计要求,但弯曲刚度偏低。然后对白车身进行尺寸优化,优化后虽然扭转刚度有些减小,但增加了弯曲刚度,减小了白车身质量,达到了在白车身轻量化同时尽量少牺牲白车身刚度的目标。     

船舶机舱模型振声性能数值计算与试验验证

采用有限元/边界元法对船舶机舱动力设备及液舱流固耦合引起的振动与声辐射进行数值计算;并进行相应的实验研究。以某航海教学实习船机舱为原型,将此振声耦合系统简化为箱形多腔结构,运用数值有限元方法建立多腔结构及其单元腔室的模型,考虑流固耦合效应,对结构进行频率响应分析;然后采用边界元法对舱室辐射噪声进行了计算。计算结果与实验结果之间的误差在5 dB以内,表明本方法具有较好的准确度。采取两端简支的边界条件,研究三舱段船舶机舱模型振声性能时,充液及增加充液舱数,总体对改善舱室振声性能有利;但对于液舱接触舱室声学环境影响要分频段考虑,此外舱室距振源的距离对计算结果有较大的影响。     

基于HyperWorks的参数化有限元分析平台研究

针对HyperWorks软件在进行有限元分析时存在的操作复杂、容易出错以及分析者培训周期长等问题,文章运用VB.NET语言和HyperWorks提供的接口函数,基于HyperWorks软件平台进行二次开发,结合多种CAE软件的二次开发经验,开发出一个全中文环境的轴类零件参数化有限元分析CAE流程自动化平台。在该参数化有限元分析平台中,能够快速完成轴类零件的参数化建模、网格划分、选择材料以及边界处理等前处理,然后对其求解及后处理;以某轴类零件静力学分析为例,运用该平台对其进行静力学分析,验证该参数化有限元分析平台具有流程自动化、引导式等特点,能够提高轴类零件的设计效率。     

基于粒子群算法的多用途船结构优化

建立了多用途船的舱段有限元模型,利用Matlab调用有限元软件,将粒子群算法（PSO）引入复杂船舶结构的优化中,实现了PSO对复杂船舶结构的优化,取得较好的结果,并与遗传算法的结果进行了对比, 验证了PSO用于复杂船舶结构优化的有效性.     

FPSO舱室不停产维修方法

利用实验模拟舱室内的腐蚀环境来验证腐蚀情况,采用舱段温度场模拟风险舱壁变形原因,建立舱段有限元模型分析舱室维修过程结构的安全性,首次采用高分子材料冷焊接钢板的新工艺实现舱室临时维修,通过装配载、舱室功能调整、优化施工工序最终实现了舱室海上维修不压产、不停产。     

图形处理器上免组装有限元屈曲分析

为了提高大型三维有限元屈曲分析的速度,克服大规模屈曲拓扑优化的计算速度制约,提出了一种基于免组装有限元的线性屈曲分析算法。针对屈曲分析涉及应力刚度矩阵的特殊性,使用了逆迭代法求解特征值问题;利用体素网格的单元一致性,免组装有限元避免了总体刚度矩阵的组装和存储,减少了计算过程中的内存占用,且有利于并行运算;在图形处理器(GPU)上进行稀疏矩阵与向量乘积的运算,利用并行运算进一步加速了有限元的求解速度。算例结果表明,该算法能有效提高大型三维结构屈曲分析的计算速度,与商用软件Ansys、HyperWorks相比,计算时间可减少60%以上,且随着模型自由度的增加,计算速度提高的程度更加显著。     

基于有限元法的96.8米散货船总纵及横向强度评估

本论文以一艘96.8m散货船为对象,采用有限元软件,根据CCS《钢质内河船舶建造规范（2009）》的要求,建立中部舱段模型,对船体结构进行总纵强度和横向强度评估。结果表明,该散货船舱段的主要构件均能满足09规范的强度要求。     

基于GAP单元的车架有限元分析

利用Hyperworks软件对某重型货车车架进行了有限元分析,研究了采用GAP单元模拟车架钢结构之间接触的方法,并采用壳单元离散车架纵梁和横梁、多点约束单元(MPC)模拟铆钉和螺栓的传力、以及梁单元和弹簧单元模拟前后悬架.对比了利用GAP单元和等效实体单元来模拟接触以及不考虑接触的3种建模方法,分析了该车架的弯曲工况,并对计算结果进行了试验验证.分析结果表明:GAP单元能够有效地模拟车架各层钢结构之间的接触,提高车架有限元分析精度和分析效率,从而为重型货车车架有限元分析提供了一种有效方法.     

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。     

弹塑性问题的摄动随机有限元增量方程的建立和分析

将摄动随机有限元法引入到材料非线性问题的分析中,得出了弹塑性问题的摄动随机有限元增量方程组.通过两重迭代———平衡方程的迭代和本构关系的迭代,求解该非线性方程组,即可得到节点位移增量和单元应力增量的一阶和二阶变异量,从而求出其均值和方差,并进而利用叠加原理求得加载结束后单元应力的均值和方差.     

基于HyperWorks的齿轮泵泵体模态分析

齿轮泵泵体是齿轮泵的重要组成部件,其品质好坏直接影响着齿轮泵的使用寿命.应用CATIA建立了齿轮泵泵体的几何模型,利用HyperWorks软件建立了齿轮泵泵体的有限元模型,并对其前10阶固有频率及振型进行了计算分析,为齿轮泵泵体响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据,具有较高的工程应用价值.     

桩腿耦合缓冲器试验模型的数值分析

运用非线性有限元法对国内自主研发的桩腿耦合缓冲器(LMU)试验模型进行了数值分析,讨论了LMU的载荷-位移关系和应力分布特点,并与模型试验的测点应力和位移进行了比较.比较结果表明非线性有限元法的计算结果与试验结果较为吻合,非线性有限元法可用于LMU结构的设计和开发.     

考虑节理单元的弹塑性概率计算方法

阐述了考虑节理单元后的三维随机有限元计算方法，并结合塑性理论将岩土工程中的塑性屈服准则引入随机有限元方法中．结合具体屈服准则推导了随机有限元的基本计算公式，给出考虑节理单元及塑性屈服问题在三维情况下的位移、应力的均值与方差，利用这些公式可计算出每一单元的屈服概率从而求出结构的可靠度。     

张拉整体三棱柱单元体结构分析

将杆系非线性有限元方法应用和拉整体结构,采用增量型的牛顿法来求解其非线性基本方程组,编制了计算程序,以找形分析的结果作为记,用所编程序对张拉整体三棱柱单元体的三种预应力状态进行了分析,发现了张拉整体的结构特性及一阶无限小内部机构对结构刚度打电话     

基于有限元的大叶杨树叶运动模拟

对风场中树木的动态模拟研究,大多数都忽略了树叶的运动,最多也只是描述了其运动形式。采用有限元方法来分析其真实物理运动形态,提出了使用有限元中壳体分析方法来研究大叶杨叶面结构。计算和模拟了其三种运动状态,从而得到一片树叶真实的物理运动过程。同时提出以簇为单位分析一段树枝上树叶的整体运动,这样能够简化计算,又不失真实地反映其运动过程。     

尾座箱体的特性分析与优化

建立了高刚度数控机床的尾座箱体模型。通过运用Hyperworks软件,对其进行了有限元分析。获得了尾座箱体模型的变形、应力、低阶频率等相关性能。进一步对其进行拓扑优化,改变了尾座箱体的结构,提出了优化方案。该方案在保证最大变形,最大应力增大,低阶频率保持基本不变的情况下,可使重量减轻4.24%,减低了箱体的运动惯性,有利于提高箱体的控制性能。     

基于Optistruct脱模约束函数的悬架控制臂拓扑设计

以麦弗逊悬架下控制臂为研究对象,将Adams/car提供的悬架参数为基础在CATIA中建立控制臂原始几何模型并在Hyperworks中建立有限元模型。进行了转向及制动工况中控制臂的受载分析,并在此基础上进行了以最小加权应变能为目标基于脱模方向约束的拓扑优化。根据对优化结果的解读对控制臂进行了重新建模,并进行了模态分析验证。结果表明,该结构能有效地减少控制臂材料,保证刚度,并避免了悬架系统的共振,为控制臂设计提供了一套新的系统化设计方法,具有一定工程指导意义。