发动机连杆强度及稳定性分析

针对新设计的发动机连杆,采用有限元仿真分析方法校核其强度及稳定性。通过对发动机连杆进行承载分析,并建立发动机连杆有限元模型,对发动机连杆及联接螺栓进行了强度分析,采用预应力模态分析方法对发动机连杆进行了模态分析,基于屈曲分析理论对发动机连杆进行了屈曲分析。分析结果表明:发动机连杆最大等效应力为500.28 MPa,安全系数为1.57,连杆联接螺栓最大等效应力为251.99 MPa,安全系数为2.54。证明了连杆及联接螺栓均满足强度设计要求;模态分析得到连杆与活塞联接处易发生振动失圆;发动机连杆一阶屈曲载荷系数为6.24,连杆的屈曲临界载荷为727 667.87 N,连杆设计满足屈曲稳定性要求。上述分析可为发动机连杆设计提供参考。     

基于ANSYS的ITER重力支撑系统特征值屈曲分析

针对ITER重力支撑系统的结构特点,应用有限元软件ANSYS,建立了ITER重力支撑系统的有限元模型.采用Block Lanczos方法对ITER重力支撑系统在静载荷与地震载荷同时作用下的稳定性进行了特征值屈曲分析,求出了ITER重力支撑系统的前3阶屈曲特征值和特征值屈曲模态.结果表明ITER重力支撑系统不会发生屈曲,韧性板是整个支撑系统中最易发生屈曲的零件.屈曲分析的结果对ITER装置的设计与改进具有一定的指导意义.     

齿啮式快开压力容器参数化系统开发与应用

快速开关盖式压力容器具有启闭方便的优点,因而在化工、纺织、食品、航天和造纸等工业领域得到广泛的应用;但是由于其快开密封结构形式的多样性和受力状况的复杂性,目前国内尚未形成一套成熟的快开盖压力容器的设计应用程序。利用VB和ANSYS参数化设计语言APDL进行ANSYS二次开发,提出了三维齿啮式快开压力容器的参数化有限元建模方法,对齿啮式快开压力容器进行应力分析及疲劳寿命分析,并对齿啮式快开压力容器参数化软件分析系统作了研究与实践。     

基于ANSYS的某航天光学指向摆镜系统的随机振动分析

利用ANSYS有限元分析软件对某一航天光学指向摆镜系统结构进行了动力学仿真分析,首先进行了模态分析,在此基础上进行了随机振动的加速度PSD(Power Spectral Density)分析,通过分析,确定了摆镜系统的相关参数。结果表明:新型设计的指向摆镜满足总体设计要求。     

基于SolidWorks的桥式起重机桥架结构设计及分析

利用三维设计软件SolidWorks对桥式起重机的桥架进行三维建模设计,并通过应用SolidWorks软件内部自带的有限元分析插件Simulation对所设计的桥架进行强度、刚度、模态及屈曲稳定性分析,评价其结构方案是否符合国家安全要求.     

多层波纹管柱屈曲稳定性非线性有限元分析

多层多波波纹管柱屈曲性有限元分析模型规模大、非线性问题突出，不易于收敛。为此，文中给出了一种等效厚度模拟方法，建立了等效单层波纹管有限元模型，并在此基础上进行了波纹管的柱屈曲分析，得到了波纹管的屈曲载荷和屈曲模态。文中的工作为这类多层多波大型波纹管的柱屈曲稳定性分析提供了一种有效方法，分析结果也对该类波纹管的设计有较重要的参考价值。     

复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲特性研究

通过对复合材料薄壁加筋板结构进行剪切载荷下的屈曲试验研究,得到结构的屈曲模态、屈曲失稳载荷以及破坏形式,并通过有限元方法对结构的屈曲进行数值分析,分析得到的复合材料薄壁加筋板结构的屈曲模态和试验结果一致,屈曲载荷与试验结果吻合较好.试验还发现复合材料薄壁加筋板结构有较高的后屈曲承载能力,后屈曲过程中由于桁条脱胶会造成屈曲模态的变化.还分析了筋条的连续性对屈曲载荷的影响.     

几何缺陷对复合材料加筋平板轴压屈曲影响研究

当前的设计准则要求复合材料结构在限制载荷下蒙皮不发生局部屈曲,因此对蒙皮屈曲载荷的准确预测至关重要。设计了三种构型复合材料加筋平板轴压试验件,研究蒙皮在轴压载荷下的屈曲和后屈曲;采用线性特征值有限元方法计算了蒙皮的轴压屈曲载荷;采用多阶屈曲模态线性组合的方式引入初始缺陷,应用非线性方法计算了蒙皮轴压屈曲载荷并进行了缺陷灵敏度分析。计算结果和试验结果对比表明:当前计算蒙皮屈曲的工程方法过于保守,有限元方法可以更准确的计算蒙皮的屈曲载荷;初始缺陷对复合材料平板屈曲载荷有一定影响,其影响大小与缺陷幅值息息相关,不考虑该缺陷,会得到非保守的计算结果。     

钢筋笼液压自动支撑装置研究

针对传统钢筋笼支撑装置存在的工作效率低、自动化程度低等问题,设计了新型液压自动支撑装置,并详细介绍液压支撑的原理。通过CATIA软件建立三维模型,然后利用有限元分析软件Workbench对支撑装置进行特征值屈曲分析,采用Block Lanczos方法求出它的屈曲特征值以及特征值屈曲模态。分析结果表明,支撑装置的强度满足要求,不会发生屈曲现象。     

大型风力机塔架的模态与强度分析

针对大型风力机运行中塔架常见的倾斜、中间凸出、焊缝开裂等故障,利用ANSYS有限元分析软件和工程算法对其结构进行了动力特性、屈曲分析和焊缝的分析。通过塔架模态分析可以优化塔架设计,避免风机在正常工作时塔架与风轮发生共振;屈曲和焊缝分析能够保证塔架的刚度和强度满足极限工况的负荷要求,从而为塔架的结构设计提供最佳参数依据。     

An integrated CAD/CAM system for CNG pressure vessel manufactured by deep drawing and ironing operation

The Tiber reinforced composite material is widely used in the multi-industrial field because of their high specific modulus and specific strength. It has two main merits which are to cut down energy by reducing weight and to prevent explosive damage proceeding to the sudden bursting which is generated by the pressure leakage condition. Therefore, Pressure vessels using this composite material can be applied in the field such as defence industry and aerospace industry. In this paper, for nonlinear finite element analysis of E-glass/epoxy filament winding of composite vessel subjected to internal pressure, the standard interpretation model is developed by using the ANSYS with AutoLISP and ANSYS APDL languages, general commercial software, which is verified as useful characteristic of the solution. Among the modules of the system, both the process planning module for carrying out the process planning of filament wound composite pressure vessel and the autofrettage process module for obtaining higher residual stress will minimize trial and error and reduce the period for developing new products. The system can serve as a valuable system for experts and as a dependable training aid for beginners.     

单元层数和方向比对承压筒体有限元分析精度的影响

用有限单元法进行压力容器分析时,为了保证能得到合理精确度,在建模中有几个参数的选取必须注意,例如,网格划分时沿承压简体厚度的单元层数以及单元方向比等是如何影响计算精度的？采取参数化模型对上述问题进行系统分析,得到了一些对有限元建模有一定指导意义的结论。     

基于有限元分析的大型高压釜优化设计

高压釜是压力精炼的核心部件,基于有限元分析结果对一压力精炼用大型、复杂高压釜进行优化设计。首先以重量最小化为目标,建立高压釜优化设计的数学模型;然后应用前处理软件Hy-permesh和有限元软件Abaqus建立高压釜的三维有限元模型;其次基于力学知识和高压釜结构及承受载荷特点,构造优化算法,并应用构造的优化算法对高压釜进行优化设计;最后依据JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》中的应力限制对优化设计获得的高压釜进行安全评定。评定结果表明设计的高压釜能够满足安全需要。     

宇航COPV缠绕复合材料结构设计的技术研究

分析了宇航复合材料压力容器技术指标的特点和确定方法,初步探讨了圆柱形、球形、近球形、椭球形、环形、锥形容器纤维缠绕复合材料壳体的结构特点,COPV作为宇航系统中的关键部件,其研制技术（如COPV结构效率）将直接决定其性能,对宇航系统有很大的影响。本文对宇航复合材料压力容器的发展趋势进行了分析。     

变径管内高压成形有限元模拟

变径管是航空、汽车工业领域常用零件,用来输送压力油、冷却等。通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用M SC.M arc有限元分析软件进行模拟分析,研究了变径管成形过程的基本变形特征、成形参数的影响规律。模拟分析得知适当地提高变形速率、减少减薄区变形持续时间有缓解该处过度减薄的作用,轴向进给应在减薄前进行补料,而不应在变形的同时补充所需金属。     

基于PDM的三维变型工艺设计系统的研究

针对企业已有产品资源重用和对具体的工序设计支持较弱的现状，从信息集成、产品资源重用和系统应具备的功能出发，对PDM平台数据模型进行了分析；以SolidWorks为设计环境，对系统的体系结构、主要功能和工艺设计的思路、流程进行了分析和论述。     

Transfer function modeling of structural vibration of complex aerospace structures based on finite element analysis

An approach to establish the transfer function of complex aerospace structures to express their structural vibration behavior through finite element modeling is proposed. The fundamental idea of the approach is to characterize the vibrations of complicated structures through the transfer function model for an advanced control system design, while the parameters of the model are identified from the response data obtained through finite element analysis. The proposed method comprises four steps, namely, finite element modeling and validation, data preparation based on the finite element analysis, parameter identification of the transfer function, and model validation, and is presented from both frequency and time domains. The developed approach is applied to a cantilever beam, a strap-on launch vehicle, and a local part of the aerospace structure to demonstrate the method’s effectiveness and satisfactory performance.     

高压容器筒体与封头连接区可靠性分析

建立了高压容器筒体与封头结构的有限元分析模型.采用蒙特卡罗法(Monte-Carlo Method),分析了输入随机变量对高压容器筒体与封头结构可靠性的影响.结果表明:工作压力对筒体与封头连接区可靠性的影响较大,是高压力容器筒体与封头结构失效的主要因素.     

斜接管道结构在内压作用下塑性极限载荷的有限元分析方法研究

采用有限元方法,建立了斜接管压力容器结构在内压作用下的数值模型,并将不同载荷下管道的热点应力分布与现有文献实验结果进行了比较,两者吻合较好,验证了该计算方法的可靠性。对于正交接管利用两倍弹性斜率、切线交点和零曲率极限载荷准则获得斜接管道失效的极限内压;并将正交接管的极限内压与Cloud以最大有效应力达到屈服时对应的理论上极限内压值进行比较,结果表明：两倍弹性斜率与切线交点极限载荷准则在预测极限内压时偏于保守,零曲率准则对确定斜接管压力容器的极限载荷比较恰当。然后利用零曲率准则确定斜接管压力容器的极限载荷,采用控制单变量变化的方法,分别分析了接管中心线与简体中心的夹角、接管与筒体直径之比和筒体厚度与直径之比对极限载荷的影响,最后综合考虑这些因素的影响,得出了斜接管压力容器极限载荷的近似计算式。提供的分析方法为压力容器的设计及安全性评定提供了一种新途径。     

Residual stress analysis of an external grooved thick-walled pressure vessel

Residual stress analysis of an autofrettaged thick-walled pressure vessel containing an external groove was described in order to calculate the stress concentration at the external groove. The autofrettage residual stress distributions of the external grooved thick-walled pressure vessel were simulated using an equivalent thermal loading from the analogy of thermal and autofrettage residual stress fields. Thermal stresses due to the simulated thermal loadings for various degrees of autofrettage overstrain level were computed using finite element methods. Very high stress concentration factors due to autofrettage loadings were obtained at the external groove root that contained a sharp root radius. Experimental measurement of residual stresses for a fully autofrettaged smooth thick-walled pressure vessel using an equivalent saw cut method resulted in very close agreement with the theoretical autofrettage residual stress distributions. The stress analysis results implied that the autofrettage residual stress concentration might cause a cracking problem at the external groove root of the thick-walled pressure vessel, indicating that lower autofrettage overstrain and a groove geometry change were desirable for enhanced durability.