基于ANSYS的弧面三角闸门自振特性研究

水工闸门设计时需考虑闸门整体的自振频率,避免水流脉动作用使闸门产生强烈共振.本文以某船闸弧面三角闸门的动力学问题为背景,重点分析流固耦合效应对闸门整体结构自振特性的影响,并基于有限元分析软件ANSYS建立弧面三角闸门的数值分析模型,计算出闸门在不同门前水体宽度和高度下的自振频率和振型.结果表明,水体产生的流场对闸门自振特性有显著影响.     

经编间隔织物压缩性能的实验研究及计算机仿真

目的改善经编间隔织物结构设计粗放化、经验化的现状,为在给定工作应力下的经编间隔织物结构参数设计提供基础。方法从平板压缩和球形压缩试验开始,探讨织物结构参数(如间隔纱细度、面密度、垫纱角度等)对织物压缩性能的影响,给出织物的缓冲特性曲线,并建立了计算机仿真有限元模型。结果仿真计算显示,理论计算结果与试验数据基本吻合。结论该有限元模型可用于经编间隔织物的结构参数设计。     

耐压闸门密封圈泄漏率预测的理论与实验研究

针对大型耐压闸门橡胶O形圈密封结构进行泄漏机理研究.根据界面泄漏机理分析,将接触界面区域的微观细致结构视为多孔介质,建立了基于多孔渗流原理泄漏率预测模型,其中影响泄漏率的两个关键参数渗透率和接触宽度,分别依据粗糙峰和密封圈变形过程的有限元分析结果计算获得.应用所提出的预测模型对三种硬度的O形圈密封性能进行了比较,发现硬度较低的密封圈在事故条件下(对应内部升压工况)可以保持较好的紧密性.搭建了耐压闸门的泄漏率测试试验台,结果表明试验测量值与理论预测值符合良好.     

LAMOST焦面板及其支撑结构的设计与分析

首先通过对LAMOST焦面板及其支撑结构的主要设计参数进行有限元数值分析,得到满足LAMOST光纤定位系统技术精度指标的优化参数.考虑到LAMOST焦面板形状接近平板的特点,将壳体模型近似为平板模型进行模拟,运用有限元大型分析软件ANSYS对结构参数的优化进行搜寻.再将优化的参数代入更接近实际的壳体模型,以验证该支撑结构下的焦面板是否满足LAMOST光纤定位系统的技术精度指标的要求,结果表明,该支撑结构较好地满足了各项技术精度指标,支撑参数的选取是合理有效的.最后,对该支撑结构的振动模态进行分析,进一步确定了该优化结构的合理性.     

遗传算法的平板建筑结构瞬态隔振性能边界条件优化方法

基于遗传算法及平板建筑构件瞬态振动响应时域有限元模型,提出一种提高平板建筑构件瞬态隔振性能的边界条件优化方法.有限元模型可模拟任意弹性边界条件下平板结构的瞬态振动响应,并在此基础上引入遗传算法,以边界条件为优化变量、瞬态振动响应最小化为优化目标,对边界参数进行最优解搜索,最大程度提升平板建筑构件对已知瞬态激励的隔振性能.实例结果表明:运用所提优化方法可以在不改变平板自身参数(材质、尺寸、厚度)前提下,通过边界条件的优化设计,有效提升平板建筑构件的瞬态隔振性能.     

不同水位作用下闸门地震响应分析

地震是闸门失稳的主要原因,随着水利工程的迅猛发展,闸门的抗震设计已经成为水利工程研究的重要课题。本文应用通用有限元软件ADINA对在不同水位下平板闸门进行了地震响应进行了数值模拟分析,并利用MATLAB编程计算出了在不同水位下闸门所对应的σ(应力)~ε(应变)响应面。结果表明:随着水位的平板闸门整体的σ(应力)~ε(应变)振型提前,振幅增加,荷载越大闸门在地震荷载作用下越容易破坏。     

基于Isight的冲压驱动桥壳参数化有限元建模方法

针对目前冲压驱动桥壳有限元建模方式繁琐低效的问题,在多学科优化集成软件Isight环境中,综合运用Pro_E参数化建模功能和ABAQUS有限元分析功能,建立了考虑冲压工艺和焊接工艺影响的驱动桥壳参数化有限元分析流程及参数化有限元模型.该方法有效地解决了复杂结构参数化有限元分析过程中的模型描述、参数驱动、自动更新等问题,不仅为解决类似问题提供了一种新的解决方案,也为桥壳可靠性预测和评估等问题提供了有效的工具.实例结果表明,该方法合理、可行.     

基于APDL的浮动舱室有限元参数化声学建模与分析

运用APDL语言开发参数化计算模块程序,完成某船浮动舱室的三维声学建模,根据实际工作情况选取约束条件,在ANSYS环境下对整体舱室进行有限元模态分析,对比分析不同防火等级情况下舱室低阶振动频率.编制流固耦合声学计算程序并进行谐波声场分析,验证不同厚度防火岩棉对舱室声学性能的影响.将参数化设计与有限元分析相结合,实现复杂模型的结构参数调整、自动生成实体模型并完成有限元分析,对优化船舶舱室声学设计具有重要作用.     

基于参数化建模的有限元优化技术

通过用有限元分析软件的参数化建模实现对板结构进行优化分析,证明有限元参数化建模功能实现结构优化分析的可行性,从而为其它复杂结构的优化分析提供了新的方法和依据.     

大顶子山弧形泄洪闸冰压承载能力数值分析

松花江流域大顶子山航电枢纽工程的建成改变了河流的水文,使得水面变宽、流速变缓、江水易结冰。冬季结冰对泄洪闸门的日常运行管理产生极为不利的影响,静冰挤压可能会使闸门产生较大变形致使闸门无法抬起。根据闸门设计图纸,采用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型。根据该闸门的工作状态与当地水文资料确定结冰期内的极限组合工况。将此极限工况按冰厚分成若干等级,其中静冰挤压力的取值参考《水工建筑物抗冰冻设计规范》(2006)的相关规定。在每一组合工况下分析弧形钢闸门结构强度、刚度以及稳定性,通过二分法确定闸门静冰挤压力承载上限。计算结果表明,在结冰期内,闸门基本可以承受0.2m厚的冰载荷,此结论可以为大顶子山航电枢纽泄洪闸的冬季破冰作业提供一定的数据支持。     

丢弃负荷工况下事故闸门井流态CFD数值模拟

本文基于紊流模型对某水电站平板闸门及闸门井周围湍流流场进行了CFD数值模拟,探讨了在丢弃负荷工况下闸门井水位变化过程线和各时刻平板闸门上的压力分布情况,并给出了闸门所受合力随时间变化以及闸门井内横断面的流态图,在此基础上分析了丢弃负荷工况下闸门井内的这种流态对闸门振动的影响。     

基于灵敏度分析和APDL的塔机结构动态优化设计

在塔机静态分析和模态分析的基础上,为改善结构的动态性能,将优化设计、有限元法和灵敏度分析相结合,以影响塔机动态性能的关键模态频率第一、二阶频率为优化目标,以强度、刚度和稳定性等为约束,通过动态灵敏度分析确定了对优化目标影响较大的构件截面尺寸参数作为设计变量,应用有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言APDL和优化模块实现了塔机的结构动态优化设计,优化实例表明结构的动态性能明显提高.     

立柱式双向旋转钢闸门静力数值分析

基于大型有限元分析软件ANSYS,对立柱式双向旋转钢闸门进行了建模和分析,通过静力分析获得了闸门不同工况下的应力和应变的分布规律,对闸门的强度和刚度进行了校核.结果表明,闸门的强度和刚度满足设计要求,闸门整体结构设计合理,所作研究对同类闸门结构的设计计算具有一定的参考价值.     

船闸扇形门静力数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了南通九圩船闸扇形门下闸首的有限元模型,分析了支座反力及闸门在不同工况下的变形及应力分布规律,对闸门强度与刚度进行了校核．结果表明,闸门结构满足设计要求．所做研究对同类闸门结构设计具有指导意义．     

高速并联机械手静动态特性分析及优化设计

以一种可实现选择顺应性装配机器手臂(SCARA)运动的4自由度高速并联机械手(以下简称Cross-IV机械手)为研究对象,将运动学理论与有限元分析相融合,提出一种全域参数化有限元模型的建模策略和结构参数的优化设计方法.首先以运动学逆解分析为基础,利用有限元软件Ansys的编程语言(APDL)实现机械手在位姿、尺寸和结构参数变化时整机有限元模型的快速创建;然后利用参数化有限元模型提出一种分析整机系统全域静刚度和低阶固有频率分布规律的循环建模策略,进而获得全域内性能最差位形.最后定义一种评价机械手机构动态特性的性能指标,以一组尺度参数为例,利用正交试验,深入分析结构参数对系统动态性能的影响,进而综合得到一组最优结构参数.     

落地式钢管桁架拱抗震性能的参数分析

钢管桁架结构的研究偏向于具体工程实例的研究,没有形成比较通用的设计计算方法.为得到落地式钢管结构的关键影响参数,为管桁结构的概念设计提供依据,利用振型分解反应谱法,通过ANSYS有限元软件,对落地式钢管桁架在高跨比H/L、截面宽高比W/H和榀间距S等参数变化下的桁架抗震性能进行参数分析.通过分析发现结构的高跨比H/L对落地式钢管桁架动力响应的影响最为显著.在进行落地式钢管桁架拱的设计时,建议将拱的高跨比控制在1/32≤H/L≤1/8,截面的宽高比控制在1/1.2以内,榀间距控制在4m以外,但榀间距不宜过大.分析结果对于钢管结构抗震性能的概念性设计具有参考价值.     

平板状电流变阀压力差理论与实验分析

利用电流变技术,基于电流变阀的工作机理,设计了单通道平板状电流变阀和双通道平板状电流变阀样机.分析了两种平板状电流变阀压力-流量方程,并通过有限元方法理论分析了平板状电流变阀的强度.在理论分析的基础上,制作了两种平板状电流变阀样机并建立了实验系统,对影响平板状电流变阀性能的关键参数进出口压力差进行了实验研究.实验结果表明,平板状电流变阀的进出口压力差随流量增加而增大,还随着输入电压的提高而线性增大.当电压为110 kV、流量为211.2 mL/min时,单通道平板状电流变阀进出口压力差达到0.12 MPa.     

火灾非均匀温度场中正放四角锥网架结构的临界温度

为了保障大尺度空间建筑网架屋盖结构在火灾下的结构安全性,采用非线性有限元计算方法,按设计的结构方案对不同火灾场景下的正放四角锥网架结构进行结构全过程反应分析,得到反应结构抗火性能的临界温度.对临界温度进行参数分析,结果表明,温度场非均匀系数和结构荷载比是影响结构临界温度的关键参数.用最小二乘法对临界温度随关键参数变化的曲线进行拟合,得到正放四角锥网架结构临界温度的实用计算公式.通过算例比较表明,实用计算式可简便并偏于安全地计算正放四角锥网架结构的临界温度.     

基于参数化方法的船体分段吊装快速有限元分析技术

为了提高分段吊装工艺结构强度的计算效率,将参数化思想应用于分段吊装方案的有限元分析中.首先采用结构参数化方法快速建立各种分段结构的有限元模型,然后对眼板、吊绳、工况等3类吊装工艺信息进行参数化处理并提出了针对不同吊装工艺的快捷仿真方法.最后实现了基于参数化分析方法的典型双层底分段的平吊和翻身的结构强度分析.经过实例验证该参数化方法避免了大量重复性工作,有效地提高了分段吊装有限元建模和强度计算的效率.     

一种微位移柔顺放大机构的优化设计

基于柔性梁的动刚度矩阵以及矩阵位移法建立了一种微位移柔顺放大机构的伪静态参数化模型.该模型可以对新机构进行快速化运动预测和参数化运动分析，并且可以得到位移放大率的解析模型.通过模拟退火算法优化结构的尺寸与形状得到了一种新的机构，它的放大率相比于原始构型增加了9%且固有频率为409Hz，与有限元结果对比相对误差小于2%，验证了模型的准确性.分析了在负载与输入位移共同作用下新机构的放大率变化规律以及结构关键节点处的加工误差对输出位移的影响.结果表明，模型顶点与输出端的X方向加工误差对输出位移的影响最大.