液压机下横梁结构拓扑的进化结构优化

针对传统的形状尺寸优化方法难于获得全局最优解的问题,应用基于应力突变率的双向进化结构优化(BESO)算法对传统三梁四柱式液压机下横梁进行结构拓扑优化,分析进化历程和参数指标.算法实现了液压机下横梁最优结构拓扑和形状尺寸优化的一致,获得了合理的液压机下横梁新型拓扑结构.有限元分析对比表明,新结构实现了结构最大应力最小化和应力分布均匀化,提高了材料利用率.     

基于网格变形与代理模型的横梁参数化建模与轻量化优化

建立了包含导轨结合面的横梁有限元模型,并通过模态实验验证了有限元模型的正确性,在多种极限工况下对原横梁进行了静动态特性分析与评价;针对现有优化方法的不足,采用了一种新的优化设计方法:通过网格变形技术实现结构尺寸的参数化建模,基于拉丁超立方采样、相对灵敏度分析和Kriging近似模型建立横梁结构优化的代理模型以代替现有的有限元仿真模型;以体积最小为优化目标,以刚度、强度和动态性能不变为约束条件,采用遗传算法进行优化设计.优化结果表明:在保持横梁最大变形、静刚度以及一阶模态频率基本不变的情况下,横梁总质量减少了58 kg(减少了5.9%).     

63MN三梁四柱快锻液压机主机有限元分析

采用三维建模软件Solid Works建立63MN快锻液压机几何模型,利用有限元分析的方法对其进行了静态分析计算,求出了正载下的应力分布,总结该主机设计的力学特点,指出了进一步改进的方向和措施,并为63MN快锻液压机主机的结构设计提供依据。     

全预紧组合结构液压机临界预紧力的分析与计算

整体性是全预紧组合结构液压机本体设计的关键和共性问题。本文以某厂120 MN全预紧组合结构自由锻造液压机为研究对象,通过数值模拟和1∶15模型实验测试,分析了液压机上横梁和立柱弯曲变形与机架整体性之间的关系,揭示了上横梁和立柱的弯曲变形对机架整体性的影响规律。研究结果表明,上横梁与立柱的弯曲变形对全预紧组合液压机本体结构的整体性的影响是一个不可忽略的重要方面。通常情况下,若忽略弯曲变形的影响,临界预紧力计算值明显偏小,不能满足满负荷工况对液压机整体工作性的技术要求。通过引入弯曲变形加权因子,建立了考虑弯曲变形的全预紧机架临界预紧力计算公式,且与实测结果吻合良好。     

扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析

作为扭力梁的关键组成部分,横梁对扭力梁模态频率有着重要影响,为从本质上探究横梁结构大变形下对模态频率的作用机理,以在概念设计阶段为扭力梁结构提供设计参考,开展了扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析.将扭力梁模型抽象为具有定性特点的简化模型,采用Hypermesh建立了相应有限元模型;选取横梁水平位置、开口方向以及开口角度大小等横梁主要参数作为研究对象,采用Hypormorph网格变形以及模型重建的方法改变横梁结构参数,分析了这些参数对扭力梁扭转以及垂直弯曲模态频率的影响规律,得到了以上横梁参数与相关模态频率的特性关系曲线.结果表明：扭力梁模态频率随着横梁开口角度的增大呈线性递减,随着横梁开口方向的改变其各阶模态频率呈正弦变化,以及横梁在远离衬套后会使扭力梁各阶模态频率呈下降趋势.根据扭力梁作用机理分析上述结论,对扭力梁简化模型进行了优化,在不改变横梁质量的情况下,仅优化上述三项横梁结构参数即可较大幅度提高扭力梁模态频率,有效论证了作用机理分析的准确性.     

基于有限元法的龙门式机床横梁静态特性分析

针对龙门式机床横梁结构的静刚度问题,通过建立龙门式机床横梁的三维实体模型和有限元模型,利用ANSYS软件对横梁进行了有限元分析,得出了横梁在最不利工况下的应力和变形分布情况。通过将横梁上移动部件进行拟静态化处理和载荷等效,获得了横梁上移动部件不同位置对横梁受力和变形的影响。     

激光切割机横梁的模态特性分析

采用ANSYS软件对激光切割机横梁的模态特性进行有限元分析.在有限元模型中引入COMBIN14单元来模拟结合部的刚度和阻尼,重点分析横梁的前8阶同有频率和振型特征.对横梁进行模态测试,验证有限元模型的准确性.最后分析材质、筋板布局、板厚等因素对横梁动态性能的影响,优化横梁结构.     

大型自移式破碎站卸料臂结构仿真与优化

针对大型自移式破碎站卸料臂结构设计中存在的问题,采用理论分析和数值仿真相结合方法,分析卸料臂结构几何和受力特征,建立数值仿真模型,对三种典型工况下力学行为进行仿真分析和结构优化.结果表明:在恶劣气候下工作时,卸料臂结构始端处横梁发生较大扭转变形,且应力过大,结构安全系数偏低,原设计结构不适于工作在大风高寒地区.优化后,原卸料臂结构始端处横梁的工字型截面设计为箱型截面,结构受力合理,在大风高寒环境下的承载能力大幅提高.     

GMF双层膜几何非线性变形模型及实验研究

超磁致伸缩薄膜(GMF)在磁致伸缩效应下的变形具有明显的几何非线性特征,应用几何线性理论描述GMF的应力应变及本构关系存在较大误差.结合几何非线性弹性理论,并将磁致伸缩效应等效为GMF上体积力作用下的变形效应,建立了GMF双层膜的几何非线性变形模型,推导出了GMF在磁场作用下的挠曲线方程.用泰勒级数法求得了挠曲线模型的数值解,采用悬臂梁式超磁致伸缩双层膜(TbDyFe-Polyimide(PI)-SmFe和TbDyFe-Cu-SmFe)对模型进行了实验验证,结果表明,所提出的几何非线性挠曲线模型与实验结果具有较好的一致性.     

基于Hypermesh的地铁主横梁组成强度有限元分析

针对地铁列车在使用中主横梁组成易形成疲劳破坏和断裂的问题,通过分析上海地铁6、8号线主横梁受力及对称结构等特点,进行了该横梁的强度分析.应用Hypermesh分析软件对主横梁组成有限元模型进行了模型的前后处理,得到主横梁在强度状况下的应力图和变形图.通过分析主横梁的变形和应力状况,获得该横梁强度是否满足设计要求,并提出...