某型号汽车波纹管结构参数优化研究

为提高某型号汽车波纹管的服役性能,文章对波纹管的结构参数进行优化。建立波纹管的模态分析和静力学分析有限元模型,基于单因素法研究壁厚、波高、波谷曲率半径、内径对波纹管一阶固有频率及最大应力值的影响规律;基于正交试验设计原理并结合极差分析和方差分析,以一阶固有频率及最大应力值为目标函数,确定各因素对试验指标影响的主次顺序;通过综合平衡法获得最优的结构参数组合,并对优化结果进行验证。研究结果表明：一阶固有频率及最大应力值均随壁厚的增大而增大,随波高、内径的增大而减小,随波谷曲率半径的增大呈先减小后增大的趋势;极差分析和方差分析得出各因素对2个指标的影响主次顺序均为壁厚、波高、内径、波谷曲率半径;最优结构参数组合为壁厚0.25 mm、波高11.6 mm、波谷曲率半径1.30 mm、内径121.0 mm;优化后的波纹管固有频率提高,服役状态下的应力水平降低。     

轮胎试验台转鼓结构的优化设计

为避免试验过程中转鼓在外界激励下发生共振,首先基于拓扑优化原理,以单元密度作为设计变量、体积缩减50％为约束条件、一阶固有频率为设计目标,对“工”字型转鼓的结构进行拓扑优化计算,得出转鼓的伪密度分布图;然后基于转鼓拓扑优化分析结果,改进转鼓的“工”字型结构,并对转鼓的结构尺寸进行50次迭代优化.在转鼓的一阶固有频率高于...     

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.     

基于ANSYS的混流泵泵体模态及强度

为了验证混流泵泵体设计的合理性及对混流泵进行进一步的动态响应分析奠定基础,采用有限元分析方法,建立了混流泵泵体有限元模型并进行了仿真计算,对其进行了模态及强度分析,得出了泵体前10阶固有频率和振型,求解出了泵体应力和应变分布情况。研究结果表明:通过模态分析和强度分析验证了混流泵泵体设计的合理性,为整个系统的动态响应计算和分析奠定了基础。研究结论为其进一步结构改进、优化设计提供了重要参考,为理论设计和实际工程应用提供了理论依据。     

对击式液压模锻锤机身静态有限元分析

通过应用有限元ANSYS软件对25KJ对击式液压模锻锤机身的应力和应变分析。验证了机身几何模型和力学模型的可靠性，为设备的进一步结构优化和设计改造提供了前提条件。     

热声热机结构动力学分析

利用商业软件ANSYS建立热声热机模型,从结构动力学角度进行模拟研究,对其进行结构静力、模态和谐响应分析。在热声系统的关键位置布置监测点,得到热声系统内部位移、应力和应变等参数随压力和频率的变化关系。研究结果表明:随着充气压力的提升,应力应变基本呈现线性增大的趋势,且峰值点一一对应。随着结构模态的提高,热声热机的应力和应变因位置的不同而存在差异;热声系统的3阶和4阶模态下固有频率接近气体介质的振荡频率;由谐振管内表面布置的监测点所得结果可知,高密度的气体介质的振荡会在回热器中产生振动激励和声激励,并作用于谐振管,使声波和固体介质产生共振和耦合。     

卧式螺旋离心机转鼓参数变化对其模态影响的仿真

采用Pro/e软件建立了卧式螺旋离心机转鼓的有限元模型,在此基础上对有限元模型所涉及的网格划分、材料特性、边界条件以及施加约束等关键条件进行研究。通过改变转鼓的主要尺寸参数,获得参数改变前后转鼓15阶频率的对比结果;并利用有限元分析软件对其进行模态分析,得到其仿真图和转鼓壁厚与应力关系。通过对转鼓模态进行仿真分析,获得整个转鼓各参数的变化对其频率、应力及应变的影响。仿真结果表明:加大壁厚,转鼓的质量发生很大变化,对其固有频率产生较大影响;扩大内径相当于增加转鼓质量,但对转鼓固有频率的影响不大,却导致第一阶振型与原振型完全不同,应力位置也明显变化;转鼓内壁产生的应力主要由浆体离心力引起。这些结论可为设计转鼓的合理结构提供参考。     

基于多目标的九轴五联动磨床整机分析与结构优化

现有的九轴五联动数控缓进给磨床运动环节多,在工作过程中可能出现刚度不足、床身等铸件变形及加工精度失准等问题.以磨床的最大变形量以及模态分析下的一阶固有频率作为主要优化目标,整身质量作为次要目标,利用ANSYS Workbench对磨床进行分析与优化,结合灵敏度分析对原有结构进行改进,得到各关键零部件新的设计方案,在磨床整机质量上升一定的程度上,磨床的最大静变形及一阶固有频率得到很大改进.再使用遗传算法（Genetic Algorithm）优化后的极限学习机网络模型（Extreme Learning Machine）联合遗传算法对该九轴五联动磨床改进结构的一些主要参数进行优化：首先,利用灰色关联分析将磨床的整机质量、最大静变形及一阶固有频率转成综合目标灰色关联度,其次,通过遗传算法优化后的极限学习机网络模型（Genetic Algorithm-Extreme Learning Machine）拟合改进磨床主要参数与综合目标灰色关联度之间的非线性耦合关系,最后,使用GA强大的寻优能力在训练好的GA-ELM网络模型中寻找最优工艺参数,优化后九轴五联动磨床的整机质量、最大静变形减小及一阶固有频...     

某发动机静子叶片疲劳极限试验研究

通过对某航空发动机压气机静子叶片进行疲劳极限试验,得出叶片一阶固有频率、应力沿叶高分布最大点位置、计算出应力与振幅的关系,并对其进行疲劳极限试验。通过试验,促进叶片结构和工艺的优化,为静子叶片安全装机提供重要试验数据。     

半挂车牵引座有限元分析

根据《道路车辆牵引座强度试验》的要求，通过CREO软件建立了半挂车90＃牵引座三维实体模型，并将模型导入到ANSYS软件中，对其进行了结构静态和模态分析，得出了其应力应变图以及前八阶的固有频率和相应振型，为判断其牵引座结构设计的合理性及其改进措施提供了一定的理论依据。     

基于有限元的拖拉机倍速前桥壳体仿真研究

对一种减小转弯半径的黄海金马某型号园艺拖拉机倍速前桥壳体进行仿真分析,运用有限元软件建立倍速前桥壳体模型,对壳体进行不同工况下的力学分析,并对不同结构参数下的倍速前桥壳体进行模态分析,得出前桥壳体六阶模态的振型和固有频率.结果表明:壳体最大形变为0.232 mm,最大应力为124.120 MPa,其强度和刚度满足设计要求;壳体最小固有频率为323.33 Hz,远大于发动机和路面的激振频率,前桥不会发生共振现象;在高于外部激振频率的情况下,可减小壁厚,实现倍速前桥壳体的轻量化设计.上述力学分析和模态分析的结果可为倍速前桥的开发和结构优化设计提供参考.     

电解铝专用摩擦焊机床身性能分析及优化

以预焙阳极专用摩擦焊机样机床身为研究对象,应用ABAQUS有限元软件对机床进行静动态分析,分别得到床身的最大应力、应变及1~6阶固有频率和动态载荷下的应力与应变.以摩擦焊机床身设计空间的体积比为约束条件,以床身前三阶特征值为优化目标,建立基于SIMP法材料插值方法的单目标拓扑优化数学模型,利用OptiStruct软件进行优化.优化结果表明床身前六阶频率得到提高,同时床身质量下降,实现了单目标拓扑优化.     

基于动态仿真的副变速器箱体有限元分析

针对副变速器的破坏情况，在各个不同的工况下，对其进行动态分析，并建立动力学模型。根据通过计算得出的主变速器输出轴输出转速、径向跳动量以及水平跳动量来验证模型的正确性。在低速重载工况下，得出副变速箱箱体结构点的瞬态受力曲线，并以此曲线作为后续瞬态有限元分析的载荷输入。对副变速器箱体分别进行模态和瞬态的有限元分析，得出副箱箱体的各阶固有频率、等效应力云图，确定箱体的结构危险点，从而得出结构危险点的瞬态应力曲线、变形曲线。提出箱体结构的改进方案，并把改进方案与原方案进行对比分析，验证改进方案的合理性。改进后的产品已通过机械标准JB／T8582．3—2001台架试验。     

全自动液压压砖机机身结构有限元模态分析

用Pro/Engineer对全自动液压压砖机机身进行了有限元模态分析.通过对压砖机的受力状况简化及对三维有限元模型的模拟计算,得了到静态载荷下压砖机机身的前六阶固有频率及相应的固有振型等动态特性参数,并对每阶振型进行了详细地分析和评价.这对于了解压砖机的结构特性并进而改善其性能将具有一定的意义,并可为全自动液压压砖机的整体设计提供理论依据.     

大型摊铺机车架的力学特性分析与结构优化设计

首先,基于大型摊铺机车架刚度和强度设计方法,建立大型摊铺机车架的有限元模型.然后,通过模态仿真计算与模态分析得到车架的前10阶固有频率及主要振型,并通过模态实验验证了有限元模型的正确性.最后,提出动静力学特性相结合的综合结构设计方法:以动态刚度为目标函数,通过相对灵敏度分析确定车架刚度薄弱部分,利用拓扑优化手段实现摊铺机车架局部形状的改变及加强筋的布置,以提高车架刚度;结合静力学特性,分析摊铺机车架在静置情况下的应力分布及变形情况,以校验其性能可靠性,最终完成车架结构优化设计.对优化后的车架进行仿真分析,结果表明,优化后车架第1阶和第2阶固有频率明显提高,同时车架质量减少了3%.     

基于灵敏度分析的车门轻量化研究

利用Hyperworks建立某车型车门的有限元模型,对车门固有频率、下沉刚度进行求解,并通过模态试验验证了有限元模型的有效性。为了提高结构优化效率,采用灵敏度分析方法确定对车门质量、下沉刚度和一阶固有频率敏感的部件。然后,以质量和下沉刚度为设计目标,一阶固有频率为约束条件对车门相应部件厚度尺寸进行多目标优化设计。计算结果显示,优化后的车门质量下降明显,下沉刚度有所提高,且一阶固有频率基本保持不变,实现了结构的轻量化目标。     

热声板叠式回热器结构动力学分析

分别利用Solidworks和ANSYS软件对热声系统中回热器的热声机理从结构动力学角度进行模拟研究.建立三维板叠式回热器的物理模型,得到在0.5,0.6和0.7 MPa充气压力作用下和在系统内谐振动作用下回热器的各动力学参数的响应及其分布.从模拟结果得出:回热器在热声系统振动中存在多种模态;在低频段各点应力-应变基本吻合,高频段各点差异逐渐增大;在一阶固有频率3 300 Hz附近,回热器内各点的应力和应变达到最大值.     

螺栓连接纵向安装边机匣的有限元分析与优化

针对航空发动机螺栓连接纵向安装边机匣的结构特点,运用有限元优化设计方法,建立了螺栓连接纵向安装边机匣的有限元计算模型,利用有限元软件进行了应力分析与模态分析,获得了螺栓连接纵向安装边机匣的最大等效应力和前4阶固有频率以及相应的振型,并对纵向安装边的几何参数进行了应力灵敏度分析和动态特性灵敏度分析。在此基础之上,确定了纵向安装边主要设计参数的变化对结构最大等效应力和低阶固有频率的影响规律。通过修改设计参数对螺栓连接纵向安装边机匣结构进行优化,提高了结构强度和动态性能,为螺栓连接带纵向安装边机匣设计提供了依据。     

基于有限元分析的机床床身结构优化设计

以某型数控机床床身为研究对象,在对其结构进行静动态分析的基础上,提出了结构的初步改进方案,应用动态特性灵敏度分析原理对壁板、筋板的厚度等设计参数进行动态灵敏度分析,得出了各个设计参数对床身结构动态特性的影响程度,在此基础上以床身结构的静力变形、一阶固有频率和质量为优化目标,提出了该床身的最终结构设计方案。     

核电站卸压箱地震响应谱分析及应力评定

用三维软件建立核电站稳压器卸压箱的模型,对模型进行简化,运用ANSYS的壳单元和节点间的耦合,建立有限元动力学模型。通过模态分析,得出前50阶固有频率,在此基础上,用SRSS振型组合法分析卸压箱的地震谱响应,得出了相应的应力和位移响应,对卸压箱进行静力学分析,将地震动载荷与静载荷相叠加,分析极限工况下卸压箱的应力值,结果按RCC-M规范进行应力评定。