基于ANSYS的聚丙烯围板箱的优化设计

旨在利用有限元方法对一种塑料围板箱进行优化,在保证其结构强度的基础上减轻其质量,降低生产成本。首先在进行蜂巢板三点弯曲试验的基础上进行有限元模型验证,接着运用ANSYS Workbench的多目标优化模块进行了敏感度分析、响应面分析和响应面优化。通过分析结果,优化后的蜂巢板质量减少了10.4%,等效应力下降了2.73%,强度得到了提高,质量下降,实现了优化目标。再将优化前后的蜂巢板模型代入围板箱模型中进行静载仿真,发现优化后围板箱静载最大等效应力下降了12.12%,等效应变下降了12.1%,实现了围板箱的轻量化设计。     

基于多目标齿轮注塑过程缺陷分析

为解决齿轮注塑成型过程中的缺陷问题,基于模流软件,以熔料温度、注射时间、冷却时间及相对保压压力作为试验因素,利用正交试验选取27组试验进行数据处理,采用综合加权评分法对残余应力和体积收缩率进行综合优化。结果表明,齿轮注塑过程流动均匀顺畅,熔接强度较好,满足齿轮的基本生产要求;以齿根残余应力和齿顶体积收缩率作为多目标的最优参数组合为熔料温度180℃、注射时间1.8 s、冷却时间16 s、相对保压压力90%,最优参数组合的模拟结果表明,齿顶顶出时体积收缩率为0.735%,齿根位置残余应力为65.39 MPa,与优化前(74.64 MPa)相比,减小了12.39%,为齿轮低成本、高质量生产提供了新的加工方法。     

基于有限元的齿啮式快开容器上法兰结构优化

采用ANSYS软件对某齿啮式快开容器的罐盖法兰进行了有限元模拟,并进行了应力强度评定,结果表明齿的上表面齿根处及封头与法兰连接处为高应力区域。分析了啮合齿宽、啮合齿厚、法兰径向宽度、法兰轴向高度、封头厚度及封头与法兰连接处过渡圆半径等结构参数对罐盖法兰的应力特性影响,并依据影响结果对罐盖法兰结构尺寸进行了优化,优化后罐盖法兰应力满足应力强度要求,为罐盖法兰的设计提供了参考和依据。     

基于正交试验与APDL的SF_6变压器气箱结构优化

采用ANSYS软件对SF6变压器气箱进行应力分析,得到箱体结构的应力和位移分布。分别选取箱盖、箱壁的最大等效应力和最大位移变形作为优化目标,采用正交试验方法分析各参数的影响,得到加强部件的最优分布情况。进而采用APDL参数化方法,分别提取箱盖厚度、箱沿厚度及定位件厚度等参数作为设计变量,以体积轻量化为目标进行优化设计。结果表明:优化后结构总体积比原结构降低了15.2%,为气箱结构后续改进及优化提供参考。     

有限元法及优化设计在压力容器设计中的应用

应用大型通用有限元软件ANSYS的优化设计功能,以强度兼顾稳定性为优化目标,对重循环油过滤器的筒体与接管连接部位的内外倒角等三个参数进行优化设计。在保证强度和疲劳寿命的条件下提高封头边沿的稳定性;在此基础上遵循应力分析设计方法的原则(弹性应力分析和塑性失效准则),构建优化参数后过滤器的三维实体有限元模型,并对结构进行应力强度评定。     

基于AWE对两种裂解气阀阀体结构的分析

本文针对裂解气阀两种阀体结构(米字形阀体和井字形阀体)进行优化,比较两种阀体结构的优化结果。基于ANSYS Workbench平台对阀体进行结构分析,以阀体等效应力最大值为参考依据,进行了多个对阀体等效应力分布情况有影响的参数的优化分析,确定了其灵敏度及其对应力分布的影响情况,并得到了使阀体等效应力最优的结构参数值,实现改善阀体性能的目的。通过对阀体结构的优化,既减小了阀体质量,同时又明显降低了阀体应力,达到阀体成本和性能的最优化。在两种阀体结构对比方面,井字形阀体在该使用工况下性能更为可靠。     

基于ANSYS软件的工程机械轮胎后充气装置机架的轻量化研究

应用ANSYS Workbench有限元分析软件对工程机械轮胎后充气装置机架（以下简称机架）进行轻量化研究。结果表明：在满载工况下,机架的结构强度和刚度存在较大盈余;通过试验验证机架有限元模型准确;形状优化和尺寸优化后,在满足强度和刚度的前提下机架总体质量减小了30.57%;根据形状优化和尺寸优化结果对机架结构进行改进,机架应力分布得到改善。该轻量化设计及结构改进方法对相关机械设备的结构优化具有一定的参考价值。     

基于响应面法的风洞热阀阀体结构优化

以风洞热阀为研究对象，基于响应面法对风洞热阀的主要构件——阀体的结构进行优化。首先利用三维建模软件建立阀体的参数化模型，导入仿真软件中，计算阀体最大等效应力，对优化目标关于相关参数做敏感性筛选；其次采用中心复合试验方法确定样本点，计算出样本点对应的响应值；最后构建优化参数关于优化目标的回归响应面模型；通过方差分析表、摄动分析图和三维响应面图分析不同参数对优化目标的影响程度。并利用回归分析软件的优化模块进行最优求解，得到最优参数组合。     

注射机注射系统的动态响应与结构优化分析

采用Pro/Engineer Mechanica软件对注射机注射系统的动态性能及结构参数进行了优化。结果表明:注射系统的模态振型不同导致各零件的偏移变形不同;不同测量点注射系统的动态频域响应曲线形状和分布规律基本相同;系统阻尼增加影响弹性振动频率的能量大小;动态载荷的增加使得料斗座和注射座的应力响应幅值和弹性振动频率能量增大;以注射系统后支座质量为目标函数极小化,在满足最大强度及刚度的条件下,后支座厚度及其腹板长度结构尺寸减小,质量降低10.6%。     

混凝土破坏特征试验与PFC仿真技术研究

为研究PFC仿真技术在混凝土中的应用,设计了不同应变速率下混凝土的室内单轴压缩试验,对混凝土pfc模型进行了优化,分析了主要细观参数对优化模型力学特性的影响,结合室内试验验证了所用细观参数的合理性,最终分析了混凝土的破坏特征,分析发现:①混凝土模型试样的峰值应力随法向-切向刚度比增大而逐渐降低,峰值应变随法向-切向刚度比增加先增加后降低;混凝土模型试样的峰值应力、峰值应变随粘结法向强度增大而线性增加;随颗粒粘聚力增加,混凝土模型试样的峰值应力、峰值应变整体上均呈现先增大,后趋于平稳的变化趋势;②数值模型和混凝土试样单轴受压的破坏形式都为剪切破坏,骨料的分布是影响混凝土试样的破坏面形态的主要原因;③混凝土的强度主要取决于水泥砂浆的强度及其与骨料表面的黏结强度。