基于随机有限元的结构优化设计

主要探讨了用随机有限元法分析结构可靠度及优化设计的方法,优化方法采用直接法中有代表性的复形法,设计中考虑了荷载和抗力的随机性;优化模式中,用强度、稳定等的可靠性约束取代传统的优化模式中的确定性静态约束,进行结构体形优化．最后对工程实例进行分析计算,得出一些有益的结论．     

基于有限元方法的液压缸结构优化设计

为了减小液压缸的重量,提高产品使用寿命,对某型号液压缸进行了静力学仿真,得到了液压缸的变形、应力参数。优化设计时以缸体内孔半径、缸体壁厚、活塞杆半径尺寸参数为输入参数,液压缸的变形、应力、质量为输出参数,通过ANSYS软件仿真分析获得了液压缸变形、应力、质量与缸体内孔半径、缸体壁厚、活塞杆半径尺寸之间的关系。然后以液压缸变形、应力、质量为优化目标,对其进行了优化设计。结果表明,通过有限元分析,液压缸的最大应力减小2.3%,最大变形减小4%,质量减小5.65%。     

单底双舷内河货船横向强度有限元直接计算分析

本文以具有代表性的内河57米单底双舷一般散货船为研究对象,针对该船舶舱口长度超出《钢质内河船舶建造规范(2009)》要求的问题,对船舶的横向强度进行有限元直接计算,计算结果表明,该船横向强度满足规范中对船舶结构应力的要求,为《规范》的修订及此类船舶的结构设计提供参考。     

伸缩式箱形起重吊臂的有限元计算和优化设计

伸缩式箱形起重吊臂是起重机械常用吊臂结构形式。使用两支相互平行的箱型截面吊臂刚性连接构成伸缩式箱形起重吊臂,并应用于水电站清污机械设计。分析了伸缩式箱型起重臂的结构特点,应用有限元方法对吊臂结构的强度、剐度和稳定性进行了计算和优化设计。对常规设计结果进行了校核和修正。     

基于UG的起重机结构有限元分析和优化

利用UG/NX对通用桥式起重机进行三维零部件建模,并对各个零部件进行装配,利用UG/NX软件的CAE模块对起重机整机进行有限元结构分析,研究分析结果,找出其中有问题或者不合理的结构,对不合理的结构进行优化改进,再对优化后的结构再次进行分析,验证优化结果。为起重机的设计提供一个新的设计思路。     

基于Hypermesh的电动汽车车架结构优化设计

建立了某款电动汽车车身骨架的几何模型,运用有限元软件Hypermesh在已建立的几何模型的基础上进行网格化,根据实际情况定义边界条件与施加载荷,完成有限元模型的建立;分析计算在相应载荷与边界条件下车身骨架的静态刚度、强度,并进行模态分析;最后提出优化的研究方案和具体实现方法,为车身骨架的改进优化提供了理论依据.     

基于有限元的天平校准系统基座结构优化设计

在Solidworks环境下建立三维模型,运用有限元软件对基座结构进行动、静态性能分析,得到初始模型的性能参数.以最小质量为目标函数,以刚度、应力和频率为约束条件,建立数学模型.提出一种基于渐进结构优化法的拓扑优化方法,引入过滤函数来解决拓扑优化过程中容易出现的数值不稳定、数值分布呈棋盘模式的现象,保证计算结果的准确性.对拓扑优化后的模型重新分析计算后发现,其性能依然优异,基频提升26.7%,质量减少5.8%.     

基于新版共同结构规范的船体梁极限强度计算方法

2008修订版共同结构规范对船体梁极限强度计算时各种失效模式下的载荷端缩曲线进行了修改,并对单元划分原则及一些特殊部位处理进行了补充规定.新规范必将对同种模型下求得的船体梁极限承载能力产生影响.通过对比2008修订版与2006版共同结构规范,总结了新规范在极限强度部分的变化,并在新规范基础上用PCL语言在MSC.Patran平台上开发一套用于船体梁极限强度计算与评估的可视化计算软件.通过两个规范下的模型计算分析发现,新规范下结构极限强度偏小,且规范的修改对构件间屈服应力明显不同的结构将受到较大影响,对屈服应力几近一致的结构影响较小.对新规范的理解提供参考并提供一套实用、可以推广的船体极限强度计算软件.     

基于自适应有限元的双向渐进结构优化法

将自适应有限元分析方法和双向渐进结构优化法结合,提出一种改进的Delaunay网格剖分方法和综合考虑应力及网格密度两个因素的网格删除准则。编制了基于自适应有限元分析的双向渐进结构优化法流程图。通过典型算例分析,证明这种基于自适应有限元的双向渐进结构优化法可行、有效。     

有限元计算在水工钢筋混凝土结构计算中的应用

对一些复杂的非杆件水工结构来说,有限元计算其结构配筋是一种较好的方法.文章结合九井岗水电站进水塔工程,利用有限元计算软件分析得出了其应力,并对相关部位进行了结构配筋.     

基于有限元的某离轴三反系统支架的优化设计

传统的光机结构设计是一个设计、计算机仿真、再设计反复迭代的过程,耗费的周期长、资金大.为了在短期内完成一套离轴三反系统支架以及附件的设计,基于有限元方法的设计流程,以拓扑优化为主,在Altair公司的HyperMesh/OptiStruct/Rodioss系列软件的平台上,完成了设计任务.最终模型质量19 kg(不含反射镜),轻量化率达17.9%,一阶模态达到了117.62 Hz.该设计从提出要求到交付工程图纸,一共仅用了4个月的时间.设计周期大大缩短,也节省了大量实验经费.     

基于ISIGHT的贝雷架结构优化设计

根据北京起重运输研究所提供的设计图纸和主要技术参数,用通用的有限元分析软件ANSYS对起重机械上重要承载结构贝雷架进行了结构强度和刚度分析。在此基础上利用多学科优化平台ISIGHT对贝雷架结构进行优化,在满足设计要求的同时达到了减重的目的。     

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。     

基于有限元分析的加筋土挡墙结构优化设计

以勉宁某段高速公路的路肩式加筋土挡墙工程为实例,运用有限元理论和方法对加筋土挡墙潜在滑移面、合理的加筋竖向间距以及拉筋的长度进行了分析和研究.结果表明：加筋土挡墙的潜在滑移面与挡土墙顶面交于0.3H附近,形状为对数螺旋线型;加筋长度采用0.7H就足够保证挡土墙的稳定性;加筋间距采用0.4 m较合理.其结论有助于达到安全节省的设计目标.     

基于有限元分析的泥浆泵泵体结构优化设计

研究泥浆泵泵体的应力分布,并根据分析结果对泵体结构进行优化设计,以提高泥浆泵的功率等级.首先,对1600HP型泥浆泵泵体基于1800HP工况的最大受力条件进行有限元分析.经过初步分析后,发现泵体的前连接板和主墙板发生应力集中,不满足材料的强度要求.据此对泵体结构进行优化设计,使其强度满足1800HP工况的强度要求,从而达到在不增加泥浆泵总体积和总重量的基础上提高泥浆泵的功率等级.优化后的1600HP型泥浆泵泵体满足1600HP到1800HP不同的工况条件,只需更换相应电机就能够适应钻井深度的增加,而且不需要进行相应吊装设备、辅助管网等装备的更换,有效地降低了陆地钻井平台的成本,提高了经济效益.     

散货船舱口盖端板腐蚀与船体结构关系的确定

对“云岭”号散货船舱口盖端板实船取样进行了腐蚀层组织形貌及钢板近锈层组织分析。结果表明,船体钢在服役过程中随交变载荷作用,局部表面晶粒产生塑性形变,钢板近表面产生微裂纹,腐蚀沿裂纹扩散,锈层易于破裂脱落,构成腐蚀与材料微观疲劳断裂交互作用的“舱口盖端板”腐蚀破损机制。船体结构造成的舱口盖端板处应力集中和反复变形是导致其严重腐蚀的主要因素。     

电动摩托车车架结构优化设计

为分析某型号电动摩托车车架在振动工况下的结构强度并减轻重量,基于瞬态动力学理论,采用有限元方法,建立车架瞬态分析有限元模型,计算车架在振动工况下的动强度,得到车架在该工况下的应力分布状况,在此基础上结合Hyperworks优化模块建立以车架重量为目标函数的优化模型,在满足强度约束条件下对车架结构进行优化设计。理论计算和实验研究表明：该车架结构强度有一定富裕,在振动工况下安全系数较高,存在一定优化空间,优化后车架结构强度得到一定提高,符合制造工艺,同时车架重量减轻了12.1%,说明该优化方法对车架结构设计有一定指导意义。     

基于HyperWorks的油船舱段有限元和结构优化分析

HyperWorks为美国澳汰尔(Altair)公司的有限元结构分析与优化软件,本文以某油船舱段为研究对象,在HyperWorks中建立了以壳单元、梁单元为基本单元的舱段有限元模型并进行了舱段强度有限元分析,然后借助于OptiStruct优化设计系统,对其进行了尺寸优化设计.