面向微电子超声键合的精密气浮定位平台特性分析

基于有限元方法,详细考察了两自由度气浮支撑定位平台的静动态特性.建立了定位平台的有限元模型,分别对其进行了静态、模态和瞬态分析.通过静态分析,考察了系统在静力载荷作用下的响应特性;经模态分析,获取了定位平台的固有频率以及模态振型;通过施加脉冲力激励,探讨了系统的脉冲响应,通过方波力信号模拟定位平台的实际工作状态,得到了定位平台的瞬态响应特性.结果表明,该定位平台具有良好的静动态特性,为该类气浮支撑定位平台的结构优化设计与控制提供了重要信息.     

热环境下FGM圆柱曲板的模态分析

以受横向简谐激励机械载荷和热载荷共同作用的、金属基陶瓷功能梯度材料圆柱曲板为研究对象,利用有限元软ANSYS对两边固支两边自由的功能梯度材料柱面曲板进行建模,并对其在热环境下进行模态分析。这里采用了比较适合薄板的SHELL99单元模型,给出不同几何和物理参数条件下FGM圆柱面曲板前8阶振动模态图,得到固其有频率,并且对前8阶模态做模态进行分析,结果发现圆柱曲板的模态振型主要有横向和扭转振动,其中前两阶模态以横向振动为主。分析结果为进一步的理论研究、对结构设计和参数优化提供了有效的依据。     

直线共轭内啮合齿轮泵泵体的有限元分析

运用有限元软件ANSYS Workbench,对内啮合齿轮泵泵体进行静力分析和动力分析。找出了静载荷下泵体的应力主要集中区和变形量较大的位置;对泵体进行模态分析,提取影响泵体性能的模态振型和频率,从而得出在交变载荷下,泵体发生共振时的频率以及共振幅值,为同类型齿轮泵的安装和使用提供理论依据。     

卫星载荷连接刚柔耦合结构的动力学特性研究

为了满足空间载荷在发射段良好的刚度特性和在轨工作时的温度适应性要求,提出一种卫星载荷连接的刚柔耦合结构,基于柔性弹片实现卫星与载荷的柔性连接,基于柔性斜块的挤压锁紧形式实现了卫星与载荷的刚性连接,建立该刚柔耦合结构的接触有限元模型,采用显示动力学分析步求解在预紧力加载工况下的动力学特性。分析表明:锁紧状态下,3个方向的一阶模态分别为:X向110. 2 Hz,Y向109 Hz,Z向95. 8 Hz,满足大于80 Hz的发射段刚度要求,锁紧斜块的削弱槽根部存在较大的应力集中,但小于材料的屈服极限;柔性连接状态下,3个方向的一阶模态分别为:X向21Hz,Y向21 Hz,Z向28. 3 Hz,有效避开了卫星的共振频率区间;力学试验表明,该刚柔耦合结构的一阶模态与分析结果吻合性好,振动前后的一阶模态的漂移小于4%,能够满足发射段和在轨工作连接结构的要求。     

飞机油门控制器力学特性仿真分析

为满足飞机油门控制器的力学性能要求,发现设计方案中的薄弱环节,保证产品的强度、刚度和可靠性,对油门控制器进行力学特性仿真分析。采用ANSYS软件分析油门驱动控制器在承受冲击载荷下的应力应变情况,并进行模态分析和随机振动分析。仿真分析结果表明:该油门控制器设计方案合理,结构与强度符合工程要求。     

激光去溢料机定位机构有限元模态和振动特性分析

针对采用Solidworks软件完成造型和装配设计的定位机构,利用软件的Simulation插件功能对该机构开展有限元分析。通过模态分析发现定位机构可能发生共振破坏的固有频率、振型以及最易振动变形的零件。通过振动分析研究机构在瞬态载荷作用下的应力、位移和应变情况,并对机构中受振动影响最大的零件进行详细的振动位移分析。通过谐响应分析研究机构在简谐载荷作用下最大应力和位移的发生位置、原因和结果。以此为依据对该机构的结构设计提出合理的改进建议和措施,以保证零部件乃至机构设计的准确性和合理性。     

基于ANSYS Workbench的微型数控车床主轴动静态性能分析

数控机床主轴的结构特性对其加工精度具有重要影响。根据自行设计的微型数控车床的主轴结构特征,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对其主轴进行了动静态性能分析。通过对微型数控车床主轴的静力分析、疲劳分析的和模态分析,得到其动静态特性参数。在静态特性分析中将轴承约束等效为刚性约束,在模态分析中将轴承约束等效为弹簧单元的弹性约束,求主轴约束模态,进而求其临界转速。求得主轴动静态特性参数均在合理的范围内,验证了主轴设计的合理性,为后续进行微型数控车床整机的动静态特性研究与优化设计奠定了基础。     

基于ANSYS的20kN/87m壁行式起重机结构有限元分析

基于有限元软件ANSYS构建20 kN/8.7 m壁行式起重机有限元模型。分别分析在悬臂梁跨端及跨中2个特殊位置处施加载荷时悬臂梁的受力情况。通过模态分析获取其前10阶模态的固有频率和振型,并结合谐响应分析,得出其2阶、8阶固有频率是设备最容易产生共振的频率。从静态和动态2个方面分析壁行式起重机有限元模型,为机械结构动态优化设计提供参考。研究结果有助于在实际作业工况中选择合适的设备参数。     

聚合物膜上的微尺度金属导线在力电耦合作用下的屈曲行为(英文)

研究一种典型的微尺度康铜线/聚合物膜结构在力电耦合作用下的屈曲行为。根据卸载后康铜线从聚合物基底上屈曲的现象,评估康铜线与聚合物基底间的界面韧性。此外,力电耦合作用还会诱发新的失稳模态。在电载荷和拉伸载荷作用下,康铜线易在屈曲时发生断裂。在电载荷和压缩载荷作用下,康铜线易在屈曲区域的顶部发生折叠,偶尔还会向聚合物基底内部方向发生屈曲。分析了这些失稳模态的产生机理。     

真空破坏阀的抗震分析

采用ANSYS软件建立真空破坏阀的有限元模型,对其结构进行模态分析,得到真空破坏阀的基频为551. 81 Hz,远大于33 Hz,视为刚性结构。采用等效静力法,按照SSE地震荷载加载,对真空破坏阀的抗震性能进行数值分析,再将自重与地震载荷的作用效果按SRSS方法进行振型组合,进一步采用压力容器的ASME标准对危险截面进行安全性评定。分析结果表明:真空破坏阀的危险截面发生在阀体下端颈部,其薄膜应力为1. 03 MPa,薄膜加弯曲应力为2. 09 MPa,位移最大响应发生在阀盖顶端,为0. 006 9 mm,该阀门的应力和变形均满足抗震要求。     

基于ANSYS的导盲机器人底盘有限元分析

机器人底盘作为导盲机器人的基础部件,需要保证其稳定性和可靠性。利用SolidWorks建立底盘结构三维模型,然后导入ANSYS Workbench中对底盘模型进行静力学分析、模态分析和谐响应分析。静力分析结果表明底盘受到的最大应力为37.813 MPa,计算得到安全系数为5.4,底盘结构的强度满足要求;模态分析得出底盘结构的各阶固有频率和振型,根据底盘结构的固有频率选择符合要求的电机,避免底盘在驱动电机的激振作用下发生共振;谐响应分析得到减震支架发生共振的频率、共振幅值,为机器人底盘结构的进一步优化设计提供理论依据。     

下肢外骨骼机器人大腿板模态分析与拓扑优化

为提高下肢外骨骼机器人的性能,需对下肢外骨骼机器人部分零件进行结构优化。针对下肢外骨骼机器人大腿板,利用拓扑优化方法,将零件的模态数据作为优化依据。首先建立零件的三维模型,将其导入到Workbench软件中进行静力学分析和模态分析,得到大腿板在最大工作载荷处的最大应力和最大应变以及大腿板前4阶固有频率和最大振幅。然后进行开槽处理,将槽宽设为变量,求解出不同槽宽下的模态参数。最后根据固有频率和振幅参数,在满足减重需求和零件强度需求的情况下,选定槽宽的最优值。经开槽处理后大腿板质量减少明显,固有频率有所减小,抗振性能有所下降,但依然能够满足工况需求,且零件的静力学分析也能够满足要求,故验证了拓扑优化的可行性,对下肢外骨骼机器人结构优化具有参考价值。     

多旋翼植保无人机旋翼结构有限元分析

随着农业生产自动化水平的提高,多旋翼植保无人机被广泛应用于农业生产中.以某多旋翼植保无人机旋翼为研究对象,基于ANSYS Workbench软件,对多旋翼植保无人机的旋翼进行了静力学分析和模态分析.静力学分析结果表明:旋翼的危险截面主要集中在桨叶根部,且最大应力值小于许用应力,满足刚度和强度要求.模态分析结果表明:旋翼固有频率与外界激振频率避开率较大,因此不会产生共振现象,满足使用要求.通过ANSYS Work-bench对旋翼结构进行有限元分析,为后续多旋翼植保无人机旋翼优化设计提供理论依据.     

基于有限元法的燃料电池发动机主框架静力学校核与模态分析

文章建立了一种燃料电池发动机主框架的有限元实体模型，应用有限元法对其进行了静力学分析，分别获得了发动机主框架在承受一定静载荷条件下各节点的变形情况与应力分布情况，在此基础上，应用分块Lanczos法对该发动机主框架进行了模态分析，得到了其低阶固有频率及其对应的振型和振型动画。上述校核与分析不仅满足了实际工程设计需要，而且为燃料电池发动机的结构优化以及进一步深入的动力学分析提供了理论依据。     

基于ANSYS的SCARA机器人结构特性分析

为了研究SCARA机器人的结构和动态特性,应用SolidWorks软件对SCARA机器人建立了三维模型并导入ANSYS中进行了分析。对SCARA机器人进行了静力学分析,结果证明:该机器人能够满足在冲击载荷作用时的定位精度要求和强度要求;通过对SCARA机器人的模态分析,得到其前8阶的固有频率和结构振型,分析数据表明:该机器人满足工作要求;为了了解各阶频率对SCARA机器人动态载荷的响应情况,对SCARA机器人进行了谐响应分析,得到SCARA机器人的谐响应变化曲线,结果表明,SCARA机器人的第7阶固有频率对其动态性能影响最大。通过分析数据,为SCARA机器人的改进和今后的结构设计提供了依据。     

砂轮片的有限元模态分析研究

针对砂轮片的振动失效现象,采用有限元分析软件ANSYS分别对砂轮片进行静止状态下的固有模态分析和旋转状态下的有预应力模态分析.通过对比分析可知,离心力对砂轮片固有模态的影响很小,同时还可以有效避免外界激振频率与固有频率接近而引起的共振破坏.所得结论可以为砂轮片的改进设计及进一步动态特性分析提供参考依据.     

基于ANSYS Workbench的龙门式折弯机机架模态分析及工作台拓扑优化

为研究龙门式折弯机的静力学性能及其在满载工作时机架的抗振性能,运用ANSYS Workbench对一款龙门式折弯机机架进行有预应力的模态分析,得到静力学分析结果和前6阶固有频率及对应振型。利用拓扑优化,对折弯机工作台进行去除材料的形状优化,根据拓扑优化云图修整形状尺寸,然后在Solid Works中对工作台模型进行重建,将优化后的模型再次导入ANSYS Workbench中进行预应力模态分析,对优化前、后机架的静力学性能和动态特性进行比较和分析。最终,优化后的工作台质量减轻了11.7%,最大等效应力也有所减小,并且,龙门式折弯机的抗振性能不会受到影响,确定了拓扑优化的可行性。     

焊接结构模态结构应力法程序开发及工程应用

主S-N曲线法作为疲劳计算的新方法在焊接结构疲劳分析中被广泛采用.为了实现该方法在试验载荷下基于稳态动力学计算结果开展焊接结构疲劳寿命预测,首先引入台架模型作为边界条件,实现将试验载荷作为仿真分析的输入,基于模态叠加法的稳态动力学理论获得较准确的焊缝动态响应.其次在主S-N曲线法的准静态计算流程基础上,扩展其内涵,提出基于模态结构应力叠加的动态结构应力计算方法,该方法将稳态动力学计算的模态坐标与焊缝的模态结构应力进行叠加,实现动态结构应力计算及动态等效结构应力计算,再采用主S-N曲线进行寿命评估预测.进一步开发了焊接结构模态结构应力法疲劳评估软件,基于该软件开展了车体疲劳评估和疲劳试验对比.结果表明,该方法比传统方法更能有效地识别出动态加载下车体的疲劳破坏部位,验证了该方法在试验动态载荷加载下开展焊接结构疲劳评估的有效性和优越性,为研究焊接结构疲劳寿命评估理论和拓展主S-N曲线法提供了技术基础.