双曲扁网壳结构参数化设计及受力性能分析

为方便实现双曲扁网壳受力性能分析,应用APDL(Ansys parametric design language)参数化设计语言,研制5种双曲扁网壳结构参数化设计宏程序。并根据长短跨矢高、长短跨网格数以及支座形式的变化,选取5种双曲扁网壳结构的170种工况,进行结构受力性能比对分析。结果表明:5种类型双曲扁网壳中,三向格子型网壳结构受力性能最合理,长跨矢跨比为1/2、短跨矢跨比为1/6为宜。     

单层短程线网壳的优化设计

以短程线网壳的总质量为目标函数,以网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量,采用一维搜索法与相对差商法相结合的序列两级优化方法进行截面优化设计。对不同跨度、不同矢跨比和不同网格划分密度的多个单层短程线球面网壳结构进行了计算,用回归分析法得出网壳最优网格划分数量、矢跨比、杆件截面面积和节点体积。     

强震作用下带屈曲约束支撑的K型网壳整体结构性能分析

以K6型网壳为研究对象,考虑网壳支承结构的弹性效应,并在支承结构中设置屈曲约束支撑（BRB）,考虑在9度区强震作用下,通过不同的屈曲约束支撑布置方式对结构进行动力弹塑性分析.结果表明,在考虑整体网壳支承结构共同工作时,结构主要节点位移和杆件内力响应都有所减小;网壳上部结构设置屈曲约束支撑能够有效降低节点位移和杆件内力响应;考虑上部和下部设置屈曲约束支撑共同工作对于K6型网壳减振耗能有很好的效果.     

体育馆双层圆柱面网壳结构抗火研究

本文为研究双层圆柱面网壳结构抗火性能,采用ANSYS数值模拟软件分析了不同支座约束条件结构在不同温度下的受力和变形情况,明确了双层圆柱面网壳结构耐火承载力极限状态验算方法,供工程技术人员参考.     

基于能量的网壳结构协调抗震性能分析

为了揭示地震作用下网壳结构各局部间受力状态及该变化与结构承载能力间的关系,对有限元全荷载域动力时程分析应变能数据进行了再建模,在此基础上应用能量参数系统研究了地震作用下网壳结构各杆件内力重分布.研究结果表明,网壳结构在工作状态下各单元间能够协调、稳定地共同承担外荷载;当结构失效后,各单元间协调变形的稳定性被破坏,基于协调变形可以判断网壳结构的工作状态;在水平向动荷载作用下,单层网壳中下部指数应变能较大,径杆最大值出现在第5环,约为第1环的13倍;三向地震波作用下,中上部指数应变能较大,径杆最大值出现在第2环,约为第6环的15倍.      

空间网格结构的自动成形

依据形式代数理论，用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了实用程序，使外形比较复杂的球面网壳、椭球形网壳，双曲抛物面形及筒壳等形式的网格结构能够利用计算机自动成形，避免了以往冗长，单调且易于出错的结构成形工作，与计算机辅助图形相结合，既直观又便于修改和检查，通过工程实例为说明形式代数和空间网格结构自动成形中的优越性和很强的实用性。     

发动机排气热能回收装置壳程侧流场的数值模拟分析

应用FLUENT软件对排气热能热交换器壳程侧流场进行数值模拟,采用GAMBIT网格生成技术建立物理模型,在FLUENT中采用合适的计算模型、差分格式及边界条件,对计算结果进行后处理分析.计算结果表明：排气在壳程的入口速度越大,对管程冲刷越强烈,排气的湍流度也越大,换热效果也就越好;压差随着排气速度的增加而增加,流速越大排气温差越小,换热效果越好.     

基于响应面法全液压湿式驱动桥壳可靠性优化

为解决湿式驱动桥壳结构传统优化中的低效性和不确定性,提出了一种将响应面模型与可靠性相结合的优化设计方法。该方法从建立全液压湿式驱动桥壳有限元模型出发,结合拉丁方试验设计方案,利用最小二乘法构建驱动桥壳的二阶响应面近似模型。在此基础上,以驱动桥壳最大应力最小为优化目标,以驱动桥壳结构几何参数为设计变量,建立可靠性优化模型。对某驱动桥壳的优化结果表明,优化后的桥壳最大应力降低了10.91%,桥壳质量降低了10.93%,在满足相应强度要求的条件下有效降低桥壳的质量,达到可靠性设计的目的。     

汽车驱动桥壳的有限元分析与轻量化

利用CATIA软件建立驱动桥壳的三维模型,选取桥壳的最大垂向力、最大牵引力、最大制动力、最大侧向力和最大静应力典型工况,并施加相应的约束和边界条件,在Hyperworks中对桥壳进行有限元结构分析。分析结果表明,桥壳的强度及刚度性能满足要求。在最大静应力工况下,运用Optistruct优化模块对驱动桥壳的盘面和板簧座进行结构优化,优化后桥壳的应力集中位置得到转移和分散,桥壳应力分布较均匀,实现了桥壳的轻量化。     

基于ABAQUS的结构非线性问题探究

文章运用ABAQUS对扁壳结构在集中荷载作用下受压屈曲问题进行了分析,应用弧长法进行了迭代求解,并应用Risk法顺利的解决了扁壳屈曲的复杂非线性大变形问题,加深了扁壳结构非线性问题的理解与分析,为扁壳结构在工程领域中的应用提供了借鉴。     

板簧中心距的变化对驱动桥壳疲劳寿命的影响

建立重型牵引车驱动桥壳的参数化有限元模型,研究了板簧中心距的变化与驱动桥壳模态性能之间的关系,并在疲劳分析软件FE-SAFE中,研究了板簧中心距的变化对驱动桥壳疲劳寿命的影响,为驱动桥壳的设计和板簧座的布置提供了依据.     

某变速箱壳数值模态与试验模态的分析与研究

以变速箱壳为研究对象,利用有限元分析方法得到变速箱壳的固有频率和振型。运用锤击法对变速箱壳进行试验模态分析,得到模态参数,将试验模态与仿真计算的结果进行比较,验证了有限元分析结果的可靠性。在此基础上对结构进行修改,并进行有限元分析验证,改进后变速箱壳的各阶固有频率得到提高,增加了整体刚度。     

高速公路界壳理论及应用研究框架

运用界壳论,分析高速公路系统周界的界壳特征及界壳结构,构建高速公路界壳理论的研究框架,提出高速公路界壳论的基础理论研究主要包括:高速公路系统界壳结构分析及结构要素定义,高速公路界壳要素功能分析及功能参数描述方法,高速公路界壳行为剖析等内容。高速公路界壳理论应用研究主要包括:基于界壳论的入口匝道控制参量分析及控制模型,高速公路系统优化控制中界壳参数变化关系,高速公路系统总调控优化模型,高速公路界壁抵抗力与事件属性之间的关系,高速公路事件管理界壁抵抗力调控模型。最后,阐明研究中拟解决的关键问题及其技术路线。     

水中有限长功能梯度材料圆柱壳声辐射研究

研究了径向简谐集中力激励下的水中功能梯度复合材料有限长圆柱壳的振动和声辐射问题。从有限长功能梯度材料振动方程出发,利用模态叠加法,推导出了圆柱壳在径向集中力激励下,平面振动平均振速和声辐射效率表达式。通过数值仿真计算了不同梯度指数下圆柱壳的平均振速、辐射功率和辐射效率。为功能梯度材料圆柱壳声辐射的研究提供了一种有效方法。     

杭州奥体主体育场开合部位钢结构支撑架的设计研究

杭州奥体博览中心主体育场主体结构为空间管桁架加弦支单层网壳钢结构体系,整个项目结构复杂,安装难度大。在主体结构开合部位处施工时,采用东南网架的专利产品组合式格构支架(该支架承重架运输和拆装方便、承载力大[1]),本文利用有限元软件对本项目中采用支撑架进行了数值分析和设计,通过模拟分析和实际数据的对比,发现这种有限元设计方法在支撑架的设计和施工中具有很高的实用价值。     

基于界壳论的高速公路系统脆性研究

运用界壳论和复杂系统脆性理论,分析了高速公路系统界壳构成以及人、车辆、道路、环境等子界壳的界壳元素;定义了界壳防御功能参数,给出了各参数的表达函数.研究了界壳脆性防御参数变化与高速公路系统正常运行、系统脆性激发与系统崩溃等状态之间的关系.选取西部地区X绕城高速公路部分路段为例,计算了2019年1月份、3月份界壳脆性防御参数,分析了系统该时段的运行状态.结果表明,实例路段在1月份、3月份运行均为正常状态,但1月份界壳脆性防御参数明显差于3月份,且关键子界壳的脆性等级为Ⅳ级,处于崩溃边缘.违章驾驶、不良天气以及大型车数量是影响X绕城高速系统正常运行的关键因素.实例说明界壳脆性防御参数的变化可客观反映高速公路系统受到内外界因素扰动后的运行规律,帮助辨识系统脆性激发的脆性源.     

某驱动桥壳疲劳寿命分析研究

依据模态分析理论,针对出现疲劳损伤的某型桥壳,建立桥壳的有限元模型以及Adams环境下的虚拟样机模型,对桥壳进行疲劳寿命仿真分析。研究结果表明:桥壳结构满足强度、刚度要求,且在一定的频率范围内,同种载荷不同频率下的桥壳疲劳损伤及寿命相差不大,寿命满足设计要求。同时可通过hypermesh预测分析桥壳的疲劳寿命及损伤,对于桥壳的优化和改善具有指导意义。     

路面激励对矿用货车驱动桥壳动态强度特性的影响

针对某矿用货车驱动桥壳在实际使用过程中出现的大量失效问题,考虑矿山路面表面凹坑和凸块冲击的影响,构建基于正弦函数的矿山凹凸路面冲击力模型。运用有限元软件ANSYS建立驱动桥壳有限元模型,分析不同安全系数下桥壳的静强度特性,并基于显示动力学软件LS-DYNA对不同路面激励下桥壳的动态特性进行仿真分析,获得动态应力,研究不同路面不平度和不同车速工况下驱动桥壳的动强度,并对桥壳的结构进行优化。研究表明:在路面动载荷作用下,驱动桥壳产生的应力远大于静强度分析获得的应力,建议设计驱动桥壳时,应充分考虑实际工况的动态载荷对桥壳动强度的影响。该研究可为驱动桥壳的动态结构强度设计提供借鉴。     

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。     

电感线圈套壳系统的设计

采用气动和PLC控制技术设计了一种用于线圈自动生产线的自动套壳系统,系统包括夹紧机构、进壳机构和套壳机构三大组成部分.应用Pro/E软件创建了系统的三维实体建模,系统实现了空壳运输、夹紧定位和自动套壳的全自动化控制功能.系统的应用将大大提高了工厂的自动化水平,减轻了工人的劳动强度,大幅度提高了生产效率.