基于SolidWorks的矿用隔爆电池箱壳体优化设计

在采用经验和类比法对矿用隔爆电池箱壳体进行初步设计的基础上,运用SolidWorks软件对壳体建模,利用SolidWorks自带的有限元分析插件对长方形的壳体在1 MPa压力下的应力、位移和变形的分布规律进行分析,获得壳体的应力值和位移值,找到了箱体的应力薄弱区域,并对强度富裕区域和薄弱区域进行结构改进,达到降低箱体重量、减少材料用量的目的。     

重载电力机车车体的设计与强度计算

针对自主设计研发的总功率为9600kW的6轴新型重载电力机车的突出问题,要解决在纵向牵引制动载荷增加的条件下,车体挠度明显增大、工作应力大大增加,同时又要合理减重.为此,利用ANSY有限元软件,针对新型重载电力机车的特点,首先借鉴国内外车体结构技术标准和重载机车的实际运行状态研究确定了机车的载荷工况,并对车体结构的强度和剐度进行了有限元分析;根据各种工况下应力的分布特点,并基于抗疲劳破坏的观点,分析了车体结构所存在的问题,并提出了相应的改进方案.比较分析的结果表明,改进方案既保证了车体的刚度与强度,又收到了比较明显的减重效果,是一种比较合理的改进结构.     

基于ANSYS的风机轮毂的强度分析及优化设计

在风机轮毂减重设计的研究中,针对传统变截面设计生产难度大并未予疲劳寿命分析的问题,提出一种采用在轮毂主体上钻孔的方法来减轻风机轮毂重量。首先借助于大型通用有限元分析软件ANSYS,对风力发电机组的轮毂进行强度分析并在此基础上对其进行了结构优化设计。在满足轮毂强度、刚度要求的前提下,对比分析多个计算结果得到最佳优化方案,再利用轮毂S-N曲线对优化方案进行了疲劳强度和寿命分析。通过轮毂的钻孔设计不仅减轻了轮毂的自重,而且满足材料的强度和寿命要求。仿真结果表明钻孔减重的方法是有效可行的,并且提高了主轴、塔筒以及风电机组整体结构的强度性能。     

基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计

针对T形结构传统设计周期长、材料利用率低、设计成本高等问题,使用SolidWorks建立数字模型,将其转换成ANSYS Workbench可读的格式文件,进行拓扑优化设计。对T形结构在载荷作用下进行最优化设计,建立以单元材料密度为设计变量,以结构最小柔顺度为目标函数,以质量减少百分比为约束函数的数学模型。采用ANSYS Workbench的Topology Optimization模块进行拓扑优化设计,对比优化前、后结构的应力和变形,可知运用拓扑优化技术实现T形结构的轻量化设计合理有效。     

基于有限元法液压支架底座的结构优化

为提高液压支架底座的可靠性和稳定性,对ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架底座进行有限元分析;建立底座模型并进行分析,确定其危险工况和其加载的方式;建立有限元模型并对其分析,确定了应力集中和位移变形最大位置以及每种危险工况的加载方式。根据有限元的分析结果,对底座结构进行拓扑优化,并以质量、最大应力和最大变形位移为优化目标,进行尺寸优化。优化后底座最大应力最大减小了79.7%,最大变形位移最大减小了53%,质量减少了3.7%,底座的整体强度得到了提高,同时实现了底座的轻量化,疲劳损伤和变形位移较小,达到了预期的优化目的,安全系数均得到了提高。     

商用车驱动桥壳的有限元分析

针对东风汽车某商用车驱动桥壳结构上存在壁厚、质量重、成本高等不足,提出了用Pro/E软件对商用车驱动桥壳进行参数化建模,运用ANSYS有限元分析软件进行强度、刚度和动态特性分析,计算出桥壳在最大载荷下的应力分布以及在自由状态下的固有频率和振型。由此分析该桥壳是否符合桥壳结构强度与刚度要求,是否与路面引起共振。为后面能否进行轻量化研究提供依据。     

天然气净化厂尾气焚烧炉有限元分析

运用通用有限元软件ANSYS，对高120m的塔架式钢烟囱结构进行了横载、活载和风载荷分析，然后根据规范要求对各工况荷载作用下Von mises应力组合，得出关键部位最大应力和最大变形，验算塔架式烟囱强度和刚度。其验算结果均满足现行规范要求，也为同类结构的研究提供参考。     

随机振动载荷下电子箱PCBA焊点疲劳寿命分析

电子箱在力学载荷环境下,振动引起的高周循环疲劳应力会造成箱体中电路焊点失效,影响电子箱整机可靠性;针对一种印制电路板组件焊点进行整机级振动试验,通过建立电子箱整机有限元模型,进行与试验状态一致的随机振动试验仿真分析,提取焊点上的应力、加速度响应水平;基于Basquin模型,建立了PCBA疲劳寿命预测模型,将几种不同振动载荷下的焊点响应结果代入到预测模型,计算得到电子箱在不同振动载荷下的寿命分析结果,得到电子箱PCBA焊点的应力-寿命（S-N）曲线;结果表明,在工况随机振动条件下电子箱PCBA焊点具有足够可靠性,随着振动激励增大,焊点疲劳寿命显著缩短,该方法可用于电子箱整机级PCBA焊点随机振动疲劳寿命分析。     

航空发动机试验舱应力分析和强度设计

针对航空发动机试验舱结构和载荷复杂、常规计算很难做到精确的强度设计和进行疲劳分析的问题,对某航空发动机大型试验舱进行有限元数值模拟,分析不同工况下的应力大小和分布,并依据压力容器设计标准进行强度评定。为保证试验舱的密封性和结构完整性,研究试验舱变形和外压失稳,并对结构薄弱位置进行改造。结果表明,在不同工况下,改造后航空发动机试验舱的强度、变形和稳定性均满足要求。     

水平定向钻钻架有限元建模与分析

钻架是水平定向钻的主要承载部件,其强度和刚度对钻机能否正常工作影响很大.针对钻架传统设计方法存在的问题,提出利用有限元方法对设计进行校核.对水平定向钻钻进工况进行了分析,确定了有限元分析方案,并利用ANSYS软件建立了钻架有限元模型,在此基础上进行了应力应变分析.分析结果表明,钻架的强度能够满足要求,但部分结构需要改进,例如将单排链传动改为双排链传动.结构改进后重新进行分析,发现钻架强度和应力分布有了明显改善.该方法为钻架设计和优化提供了理论依据,有助于提高设计效率.     

矿用液压支架的轻量化设计及强度试验

在分析液压支架在煤矿安全生产中的重要作用及国内现状的基础上,本文首先利用Solidworks软件建立液压支架的三维实体模型,并采用Abaqus软件计算整个支架的静态强度和应力;然后对各种工况条件下的受力状况进行仿真,确定最大的受力部位;最后针对应力的分布特点,判断其在轻量化条件下可优化的区域。     

某工程探测装备工作装置有限元分析

本文在ANSYS中建立了某工程探测装备工作装置箱型伸缩臂的有限元模型,计算了3种不同工况下的应力及变形,并进行了模态特性的分析。分析结果表明,样机工作装置的设计满足强度和刚度要求,振动频率不在底盘发动机的频率范围内,不会发生共振。分析结果为工作装置的改进设计提供了理论依据。     

机车车体钢结构减重优化设计方法研究

从设计与仿真计算层面,对机车车体钢结构优化减重设计问题进行分析。通过对ANSYS的APDL语言编程控制与二次开发,在满足强度和刚度条件的前提下,以车体各主要部件的钢板厚度为设计变量,以车体结构的重量为目标,实现减重优化程序模块化和主要板厚参数自动优化功能,有效地解决了传统减重设计的诸多问题。该方法在多项机车设计上得到运用和验证,减重幅度和效率提升方面均取得了很好的效果,对所有机车车体结构减重具有普遍的参考意义。     

挖掘机工作装置的静强度仿真分析

针对反铲液压挖掘机工作装置在强度设计时,边界条件设定困难,且计算工况选择过于简单的问题,为了准确地找到工作装置的危险截面,采用Workbench软件建立了工作装置的有限元模型,对不同位移边界条件进行了理论分析和仿真对比,并通过应力试验进行验证,最后针对多种工况对工作装置进行有限元分析.结果表明简支梁位移边界条件更符合实际情况,且复合工况下斗杆的受力更大.仿真结果与实验数据比较吻合,找到了工作装置较精确的危险截面,可以为同类工程机械的强度分析提供一定的参考.     

LDPE/PU复合材料在旋塑包装箱中的应用

研究一种新型复合材料——低密度聚乙烯（Low Density Polyethylene,LDPE）/聚氨酯（Polyurethane,PU）,将其应用到包装箱领域.该包装箱通过旋塑工艺加工成型.通过单轴拉伸试验,分别测量出LDPE和PU的应力 应变曲线;根据旋塑模具设计要求用UG对包装箱进行结构设计;用ANSYS Workbench对该包装箱进行结构强度分析.仿真结果表明：LDPE/PU包装箱既保证结构强度,又满足轻量化要求,并能节约成本.     

新型压片机的机身优化设计

在传统设计的基础上,介绍了一种基于有限元分析的机械设计思路,即首先依据经验粗略设计机械结构,然后利用ANSYS对其进行变形、应力等分析,以校核其强度、刚度;然后利用Hyperworks进行拓扑结构优化设计,得到最优设计方案。     

基于有限元分析的液压升降机轿厢设计

在传统设计的基础上,介绍了一种基于有限元分析的机械设计思路,即首先依据经验粗略设计机械结构,然后利用ANSYS对其进行变形、应力等分析,以校核其强度、刚度;然后利用Hyperworks进行拓扑结构优化设计,得到最优设计方案。     

液化气体运输车V型支座的合理设计

用ANSYS建立液化气体运输车罐体有限元模型,对包括4种惯性力载荷在内的多种工况的作用进行应力分析.结果发现：在所有工况中,受与运动方向垂直的水平方向1倍重力载荷的工况作用时,后封头与筒体连接处的局部应力出现最大值;为减少局部应力,单纯增加封头或筒体厚度既不经济也不合理.为此通过ANSYS中的优化设计模块研究V型支座的尺寸和位置对封头应力的影响,并通过调整其尺寸和位置降低封头与筒体连接处的局部最大应力,使其满足强度要求.     

基于ANSYS的天车主梁结构设计及拓扑优化

为实现面向酿造工艺流程的智能天车主梁轻量化设计,本文首先根据天车实际运行工况得到主梁基本结构的参数,采用SolidWorks建立主梁三维模型,利用ANSYS Workbench对主梁在5种不同工况下进行静力学分析;其次在静力学分析基础上,采用变密度法对主梁进行拓扑优化设计,并对新型主梁进行静力学分析,验证了新结构的可行性;研究结果表明,优化后的主梁不仅满足强度刚度的要求,而且主梁质量减轻约11％,腹板质量减轻约23％,优化效果显著.     

基于光纤智能夹层的车架有限元分析与试验研究

以某型轻卡车架为研究对象,建立了车架有限元模型,提出采用光纤智能夹层结构分析弯曲、扭转工况下车架的应力分布。采用波分复用形式构建了分布式光纤智能夹层传感器网络,对车架在弯曲、扭转工况下车架关键点的应力分布进行了试验研究,并用Patran软件进行了车架结构静强度的有限元分析。试验结果与有限元模拟结果吻合得较好。该研究结果为同型车型开发、改型及优化设计提供了技术手段和依据。