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%。     

基于参数化子模型的小水线面双体船结构优化

针对小水线面双体船连接桥局部结构应力水平高、屈服强度难以满足的问题,研究基于某SWATH船整船有限元结构强度,运用子模型法对SWATH船舷台与支柱体连接处过渡结构的细网格模型进行有限元计算.结合有限元分析软件ANSYS及其参数化编译语言APDL建立该关键部位局部结构的参数化子模型,通过ANSYS的优化设计模块及优化算法进行优化设计,提出了基于参数化子模型的小水线面双体船结构优化方法.算例结果表明:该方法能够在满足结构强度细网格屈服衡准的情况下,降低SWATH船舷台与支柱体连接处的结构质量8.3%,并提出相应的结构改进方案,为同类型船舶结构的应力分析及结构设计提供参考.     

压力容器不等厚接头的强度评定与优化分析

利用有限元分析软件ANSYS Workbench对常用压力容器不等厚对接形成的不连续区进行应力分析与强度评定,获得比较精确的应力分布和参数,并利用参数化有限元优化分析,获得压力容器不等厚对接设计的最佳方案,为压力容器设计提供参考借鉴作用。     

基于ANSYS的锥柱壳连接区域加强结构的应用

目的研究锥柱壳连接区域加强结构和加强效果。方法采用有限元法建立力学计算模型,应用ANSYS软件进行应力分析和强度计算。结果获得了两种加强结构的应力分布规律和应力强度。结论锥壳过渡环加强结构不但加强效果显著,且结构简单、加工简便。     

大口径闸阀阀体强度分析与结构优化

利用有限元软件对楔式闸阀阀体强度进行计算和分析,找出应力集中点,以应力集中处的最大等效应力作为目标函数,以阀座凸台处基本尺寸作为设计变量进行优化设计.得到理论最优的结构尺寸,提高阀体的强度,使阀体的应力分布更加均匀.优化前后结果对比表明优化后的阀体最大等效应力减少16.7%,优化后的阀体性能得到较大改善.     

基于ANSYS的抽油杆检测壳体壁厚优化设计

为了以最少的原材料满足结构强度、刚度要求,运用功能强大的有限元分析软件ANSYS对抽油杆检测壳体的厚度进行了优化设计,得出了合理的结构形式和优化尺寸,实现了结构轻量化的目标.结果表明,运用ANSYS进行优化设计问题的求解,可以很大程度上减少设计成本,使产品设计更为科学合理.     

基于AWE的大口径闸阀阀体强度分析与结构优化

在ANSYS Workbench集成开发平台环境下,建立大口径闸阀阀体的参数化模型,从安全、经济的角度,就如何改进阀体的结构以减少阀体的应力集中现象,合理优化加强筋结构尺寸和位置进行有限元分析和结构设计,得出阀体最优的结构尺寸,结合最大应力强度敏感性分析,为该类阀体结构的设计提出指导性意见.结果表明,优化后的阀体最大等效应力明显减小、应力分布更加均匀,该研究方法具有较高的效率和精度.     

水下隧道结构优化设计

基于现代设计理论,研究水下隧道结构断面的优化设计问题.建立以隧道结构断面关键几何尺寸为设计变量,隧道结构造价最低为目标函数,隧道建筑限界、抗浮稳定以及隧道应力为约束条件的优化设计数学模型,采用ANSYS有限元优化软件进行寻优搜索,求得隧道结构断面尺寸的最优设计方案.优化设计方案与原设计方案相比,隧道结构断面面积减少了16%,应力分布更为均匀,变形显著减小,且满足抗浮稳定安全的要求,表明隧道结构优化设计方案经济合理、安全可靠.     

中厚板精轧机机架强度和刚度分析

利用ANSYS有限元分析法,对某钢厂3500中厚板精轧机进行强度和刚度分析,得出了在轧钢载荷下的应力应变数据。确定了机架的最大应力位于支撑压下螺母的圆环面上及立柱和上、下横梁连接处的过渡圆角位置,通过采取增大接触面积和过渡圆角半径的方法来减小危险点的应力。揭示了机架结构的薄弱环节,为轧机刚度与强度设计及其工程分析提供了更为可靠的科学依据。     

中厚板精轧机机架强度和刚度分析

利用ANSYS有限元分析法,对某钢厂3500中厚板精轧机进行强度和刚度分析,得出了在轧钢载荷下的应力应变数据。确定了机架的最大应力位于支撑压下螺母的圆环面上及立柱和上、下横梁连接处的过渡圆角位置,通过采取增大接触面积和过渡圆角半径的方法来减小危险点的应力。揭示了机架结构的薄弱环节,为轧机刚度与强度设计及其工程分析提供了更为可靠的科学依据。     

汽车发动机曲轴有限元分析及优化设计

以汽车发动机曲轴为研究对象,对其进行有限元分析及优化设计。首先利用CATIA软件对其进行参数化建模,然后结合ANSYS Workbench软件进行有限元分析。最后以减小曲轴的最大应变和最大应力为目标函数,利用Design Exploration中的基于响应面的多目标优化对曲轴进行优化设计。结果表明,通过有限元分析及优化设计,曲轴结构的最大变形量减小了7.18%,最大应力减少了27.04%。由此可知,优化设计后曲轴的静刚度和强度均有一定程度的增强,提高了曲轴结构的可靠性。     

石油射孔枪枪体结构优化设计

在石油射孔枪结构设计中引入优化设计技术。应用ANSYS的APDL参数化语言对射孔枪盲孔的直径、深度和枪体壁厚进行优化设计,得到了在满足使用要求条件下的最小壁厚。并在此基础上,研究了盲孔直径及深度对射孔枪强度的影响。结果表明,随着盲孔深度的增加,射孔枪枪体盲孔部位的等效应力增长显著,盲孔深度对射孔枪的强度有着很大的影响,而盲孔直径对强度的影响较小。     

基于ANSYS的随钻声波测井隔声体强度分析

利用ANSYS对周期性非轴对称凹槽结构随钻声波测井隔声体上最大等效应力进行了数值计算。建立了凹槽参数与最大等效应力之间关系。数值计算结果表明:凹槽深度、过渡弧半径以及凹槽圆心角大小对随钻声波测井隔声体上最大等效应力影响较大。相关研究结果对设计随钻声波测井隔声体有重要参考价值。     

基于结构应力法的对接焊缝应力集中效应研究

为探明对接焊缝应力集中的几何影响因素,基于结构应力法建立有限元模型分析过渡半径、焊缝余高、焊缝宽度、板厚等参数变化对焊趾截面应力集中的影响,并在此基础上对不同结构形式的对接焊缝不等厚（宽）板的影响因素进行分析.结果表明：增大圆弧过渡半径,可以减小焊趾处的应力集中系数,过渡半径从0 mm变化到6 mm,应力集中系数降幅可达15.8%;随着余高的增加应力集中系数增大,在不设圆弧过渡,焊缝余高从0 mm变化到6 mm时结构应力集中系数增长28.6%,并且余高的存在扩大了板厚对应力集中的影响;焊缝宽度对对接焊缝应力集中的影响较小,随着焊缝宽度的增加,应力集中系数波动幅度在2.3%内;不等厚板对接时,坡度1∶4与等厚板的应力集中系数相差最大为90.5%;不等宽板对接时,坡度1∶4与等宽板的应力集中系数相差最大为5%.     

ANSYS环境下基于离散变量的网架结构优化设计

以通用有限元分析软件ANSYS作为运行环境,将网架结构的杆件截面面积作为离散的设计变量,以网架结构的总质量为目标函数,同时考虑网架的强度、刚度、稳定性以及截面尺寸等约束条件,采用一维搜索方法和改进的应力比法等优化方法,对网架结构进行了优化. 工程实例计算表明:该优化算法原理简单,收敛速度快,能在保证安全的基础上降低工程造价,取得较好的优化设计结果.     

客车车架的结构优化设计

文章以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,以某型大客车车架为例,根据对车架的静态强度、刚度和模态特性的分析结果,对车架局部进行了改进设计和中段纵梁的截面尺寸的设计优化,建立了中段纵梁的力学模型、优化参数模型及有限元模型,采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序,用ANSYS软件中的零阶优化方法获得最优设计;另外对车架主要结构进行了拓扑优化,优化结果使纵梁结构节省了部分材料.计算结果表明,该优化设计的方法可广泛应用于车架的优化设计工程.     

浅谈ANSYS软件在结构优化设计中的应用

利用ANSYS软件对起落架减震支柱进行强度分析,通过特定工况下对减震支柱的有限元分析,得出了减震支柱的的应力分布规律,然后运用ANSYS软件优化设计模块对减震支柱中部接头进行了结构细节优化,为结构优化设计提供了一种辅助设计方法。     

大跨越输电塔的结构优化分析

为了研究和解决大跨越输电塔的优化设计问题,以结构截面、根开和腰部尺寸为设计变量,以结构质量为经济性优化目标,以结构各构件应力比差的平方和为等强度优化目标,提出了经济性等强度优化设计方案,建立了优化目标函数,并采用APDL语言编制了相应的优化程序,利用基于共轭梯度法的一阶优化算法对优化目标函数进行了求解.优化计算结果表明,经济性优化设计方案侧重于节省钢材,等强度优化设计方案则侧重于结构的等可靠性,而经济性等强度优化设计方案既可以满足工程的经济性要求,又可以适当提高结构的整体安全性.     

全承载框架结构箱式半挂车车身静强度分析

针对全承载半挂车设计中存在的问题，选择两种骨架截面尺寸设计方案，运用ANSYS软件计算了两种方案的应力和变形，增大截面尺寸可使最大位移、最大应力减小约50%，质量增加19.74%。适宜的骨架截面尺寸可在方案一与方案二之间选取。     

基于ANSYS的钢结构玻璃雨篷可靠性研究

对有限元分析软件ANSYS的概率分析功能做了基本介绍.为研究钢结构雨篷结构可靠性问题,运用ANSYS软件建立了典型钢结构雨篷的有限元分析模型.利用ANSYS软件的概率分析模块来进行钢结构雨篷可靠度分析,选择雨篷结构的载荷、弹性模量等各种设计参数作为随机输入变量,通过交互式界面整理得到APDL命令流建立可靠性分析文件并进行分析,进而得到危险部位的最大应力与最大变形的可靠性概率,得出各设计参数与目标变量的灵敏度关系,可为结构优化设计作参考,提高设计效率.