基于ANSYS Workbench的电动车车架疲劳分析

为优化电动车车架设计及后续改进,通过三维软件Solidworks对电动自行车车架进行三维建模,并导入ANSYS Workbench软件从而获得有限元模型.根据车架实际试验要求,对有限元模型进行结构的静力分析,获得车架各部分应力应变情况,随后分别进行恒定载荷疲劳分析和随机载荷疲劳分析;在此基础上,对车架在不同工况环境下的寿命进行分析评估,探讨不同工况下寿命随载荷的变化情况,找出应力集中部位和容易产生失效的部位.     

6岁儿童股骨有限元模型的建立及股骨颈损伤的仿真分析

基于6岁儿童解剖学结构,对其下肢的CT扫描数据进行三维几何重构,并利用有限元的建模技术建立6岁儿童股骨的三维有限元模型．通过加载弯矩的仿真实验,模拟交通事故中儿童跌倒状态下的股骨受力情况以及所引起的股骨颈骨折．研究结果表明：6岁儿童在交通事故中跌倒瞬时产生较大的股骨与地面接触力,股骨颈外侧应力最大,易出现骨折现象．仿真结果与以往实验结论相符合并与医学结论吻合,从而验证了模型有效．建立的6岁儿童股骨三维有限元模型可以为跌倒所引起的股骨颈骨折损伤生物力学响应提供理论依据．     

牙齿过盈配合的接触非线性数值模拟研究

以弹塑性理论为基础,基于非线性有限元软件ANSYS,建立了三牙轮钻头中单齿与牙轮的过盈配合的二维有限元力学模型;并在不同过盈量下,对牙齿动态地压入牙轮以及热胀冷缩作用的静态装配牙齿两种情况进行了仿真模拟.分析结果表明,静态装配中牙轮与牙齿的最大应力值小于动态装配;在动态压入装配过程中,压入载荷存在波动,而静态装配无载荷...     

基于ANSYS的埋地套管力学分析

运用ANSYS软件,建立了埋地套管的三维有限元模型。通过室内实验,分析了埋地套管管中心应力与地面施加载荷之间的关系,以及不同载荷下套管长度方向上的应力分布规律,并与有限元模拟结果进行对比,验证了模型的可靠性。最后结合油田几种套管案例建立了三维有限元模型,分析了套管达到屈服强度后的地面施加载荷的临界值,研究结果可为管道与套管的安全防护提供一定的参考。     

基于ANSYS workbench的防毒面具佩戴气密性分析

本文以国产某防毒面具以及人体标准头模作为研究对象,针对防毒面具罩体结构特点,本文利用三维建模软件UG建立三维模型,考虑到罩体结构、橡胶材料的非线性,本文采用有限元分析软件ANSYS workbench对结构进行有限元分析,分析在佩戴情况下防毒面具与人体脸部贴合部位的应力应变情况,研究结果为提高我国防毒面具的研究水平和优罩体结构提供了实验依据.     

装载机工作装置动态载荷测试方法与试验研究

为获得装载机铲装作业过程中工作装置各铰接点处的动态载荷时间历程,基于达朗贝尔原理建立了动平衡状态下工作装置的受力模型,提出一种考虑构件重力和惯性力的动态载荷测试方法.构建铰点力、油缸压力、油缸位移和动臂应变等多参数同步采集系统,进行散状物料铲装试验,获得了求解受力模型的基础数据.建立动臂有限元仿真分析模型,对比分析测点应力实测值和仿真值.结果表明:提出的测试方法获得的结构应力值能够准确地反映工作装置在铲掘作业过程中的应力分布规律,仿真值与实测值的变化趋势一致,验证了数学模型和测试方法的合理性.     

人体腰椎节段CT图像的反求建模和有限元分析

利用Mimics将人体腰椎CT断层扫描图像反求建模,导入UG并加入包含纤维环及髓核的椎间盘,模拟建立人体腰椎L4-L5节段三维模型,再通过UG与ANSYS Workbench的无缝接口将该模型导入后者,对模型赋值并进行有限元分析,得出人体直立站位时,正常腰椎的椎体位移云图及应力云图.最后将模型进行简化,利用材料力学的理论公式进行强度校核.得知最大位移发生于椎间盘上表面前部,位移值为0.161 mm;最大应力出现在L4下关节突上,应力值为15.073 MPa.有限元分析结果与理论计算结果相对误差较小,表明方法可行,计算结果可靠,为临床医学提供理论参考.     

应变软化复合材料的二元扰动有限元数值模拟

目的 对具有应变软化的三维复合材料构件进行二元扰动有限元分析.方法 测量具有弹塑性软化行为的损伤材料的本构关系,建立扰动函数与塑性应变迹的关系,对三维构件进行有限元建模,给出典型截面和轴线的位移和应力分布.结果 模拟结果 表明,材料进入应变软化阶段以后,材料的承栽能力下降.相对完全扰动(RCD)态为"孔隙型"的预测结果 与复合材料的构件应力一应变关系结果 不符,而"静水应力型"给出了较好的预测结果 .结论 基于二元扰动理论建立的模型能够模拟损伤结构的力学行为,二元扰动理论能够很好地解释应变软化阶段以后材料承载能力下降的原因,对软化材料力学行为的模拟具有优越性.     

股骨假体结构与材料性能分析及多目标优化

为依据患者个体信息获得优选的假体结构及假体材料,利用患者CT体数据集提取股骨内外轮廓线,并通过三维建模软件分别获得股骨和假体模型,对股骨和假体进行虚拟装配,通过力学计算得到最优股骨假体结构模型,利用有限元分析方法获得股骨假体额定载荷、疲劳寿命、应力遮挡率、最大变形量,依据模糊物元分析方法实现多目标优化设计,最终获得最优球头和假体柄材料匹配模型.将该方法应用于优选实例,结果表明:依据专门患者CT图像,通过完整的优选流程后,确定出最优假体结构为椭球形球头和定制式假体柄组合,最优材料匹配方案为碳纤维增强的聚醚酮复合材料球头和锆铌合金材料假体柄匹配方案.该方法为股骨假体的优选提供了有效参考.     

基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮仿真分析

利用有限元软件ANSYS的建模功能,建立渐开线标准直齿圆柱齿轮的二维和三维有限元模型,在此基础上对静载荷作用下齿轮的齿根应力和齿轮变形进行有限元分析,比较二维模型和三维模型的模拟结果,并与传统的齿轮强度计算方法作比较,指出传统计算方法的不足,为齿轮优化设计提供1种新的设计方法和理论依据。     

风力发电机叶片建模及有限元分析

选取小型风力发电机叶片为研究对象,根据翼型参数和叶片几何参数,利用相应的建模软件,生成三维模型.然后将其导入有限元分析软件ANSYS中,建立有限元模型.通过施加风力载荷,对叶片的多种应力及位移进行了分析,并与其材料拉伸强度和安全位移进行了比较,实验结果验证了叶片有限元建模的有效性及叶片在实际工作中的安全性.     

重型载货汽车转向前轴的动态特性分析

基于线性振动理论建立了重型载货汽车转向前轴动态特性分析的有限元方模型,计算了前轴的模态参数,分析了其模态特性,计算了正弦交变载荷作用下前轴关键部位的动态应力值,用S-N曲线法计算了前轴的疲劳寿命。按照国标QC/T 513—1999进行了前轴台架疲劳寿命试验,用动态应变测量法测试了动态应力。试验结果表明,前轴动态应力理论计算值接近实际测试值,计算疲劳寿命接近实测疲劳寿命,证明前轴动态特性分析的有限元模型是正确的,可用于进一步分析前轴不同载荷下的强度品质。     

铝硅合金轧制中硅晶粒应力集中数值模拟

针对铝硅合金轧制过程中,不同形状硅晶粒对铝基体影响不明的问题.根据有限元方法,以球形和板片状硅晶粒为研究对象,建立了变质前后不同形状硅晶粒有限元模型,分析晶粒周围等效应力、等效应变云图及曲线.解决了普通实验只能以拉伸实验数据判定变质处理前后铝硅合金性能,而不能从材料内部应力、应变角度解读性能差异的问题.分析结果表明:板片状硅晶粒与球状硅晶粒相比,周围应变不均现象更加明显,等效应力值更大,对材料性能影响更加不利.证明了通过变质处理对铝硅合金性能提高的重要性.模拟结束后,通过对变质处理前后试样进行拉伸试验,间接验证数值模拟方法的可行性和模拟结果的正确性.     

基于ANSYS的颗粒增强镁基复合材料应力场分析

为了更加符合实际地研究颗粒增强镁基复合材料的应力场分布情况,应用ANSYS有限元软件中的APDL语言建立含有三维随机颗粒的复合材料模型,根据细观力学和有限元理论,对模型在单向拉伸下的应力场进行模拟,分析其应力以及应变的分布情况和复合材料的性能特征,通过ANSYS模拟得到复合材料颗粒中的应力最大而应变最小这一结果.通过改变基体内的颗粒粒径,分析了颗粒粒径对预测应力应变曲线的影响.结果表明,当颗粒粒径到达一定值后,颗粒粒径的减小对复合材料的力学性能影响很小.     

型砂性能检测装置横梁的有限元静态分析

横梁是自行设计的型砂性能检测装置中最重要的承载部件.横梁体积大,为了优化结构、节约材料,提出在不影响其性能的情况下增加减重孔.利用索达系统公司开发的三维软件对横梁进行三维建模,通过其中的有限元分析模块分析横梁的受力情况,建立合理的约束及载荷模型,并对横梁进行有限元网格划分,最后通过计算机对其进行求解,获得了在工作情况下横梁的应力、应变图.结果表明,在有、无减重孔时横梁危险截面处的最大应力分别为26.211MPa和21.358MPa,横梁的最大挠度分别为0.005531mm和0.003665mm,均远小于许可值,横梁在强度及刚度方面均有较大裕度,为其进行结构优化设计和成本的降低提供了重要依据.     

FVS0812铝合金等径角挤压变形过程的计算机模拟

等径角挤压(ECAP)是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的大塑性变形方法.首先通过Solidwork建立了等径角挤压的几何模型,再使用有限元Deform-3D对耐热铝合金FVS0812在不同摩擦系数条件下进行单道次ECAP模拟,获得了变形过程中载荷时间曲线、等效应力、等效应变以及速度场的分布规律,为以后的研究提供理论指导.     

基于rebar单元的航空轮胎模型建立与分析

运用ABAQUS非线性有限元分析软件并基于rebar单元建立H44.5×16.5-21型航空轮胎有限元分析模型,同时进行装配、充气和静态加载仿真模拟分析。着重研究了二维轴对称模型充气后各部位产生的变形量、变形分布规律,获得了充气轮胎的断面和半径变化量。并分析了充气轮胎各层帘布和橡胶产生的应力和应变。证明了建模的有效性。     

三维四向编织复合材料的单胞应力场分布

基于三维四向编织复合材料预制件的细观结构,提出了螺旋型纤维等效模型.采用多相有限元数值法获得了三维四向编织复合材料的轴向拉伸应力应变关系,通过有限元计算得到了材料单胞模型的细观应力分布.结果表明,螺旋型纤维等效模型的数值预报结果与实验数据基本吻合,证明了该单胞模型符合三维四向编织复合材料的实际细观结构,该模型能有效地计...     

基材的应变强化效应对蜂窝缓冲性能的影响

采用数值模拟的方法研究了基材的应变强化效应对正六边形蜂窝在共面冲击载荷下的变形模式和缓冲性能的影响。为了定量表示基材的应变强化效应,定义了强化参数珚E;保持蜂窝结构参数一定,建立不同珚E值的蜂窝样品在不同加载速度下的有限元模型,并进行大量的模拟计算,获得相应的变形模式和响应曲线.结果显示,随着冲击速度的增加,蜂窝芯材依次出现了"X"字形、"V"字形、"一"字形三种变形模式,基体材料的应变强化效应使变形趋于均匀化;与弹性理想塑性材料相比,基体材料的应变强化效应能够引起蜂窝动态峰应力和能量吸收的增长,但是冲击速度的增加会抑制这种影响.     

塔式起重机塔帽静力学有限元分析

以塔式起重机的塔帽为研究对象,运用有限元分析软件hypermesh以及三维模型设计软件solidworks建立起整体结构的有限元模型,讨论了塔式起重机在各种工况中的临界条件下的简化,载荷的确定和重点部位的应力分析,分析所得结论可以结合hypermesh这一有限元分析软件建立和该设备相关的有限元程序,将几何数据进行参数化处理之后,可投入到起重机的初步设计和相关产品的系列化设计以及模拟前的检测实验中去。