機械加壓脫水設(shè)備鋼架結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計

桁架結(jié)構(gòu)具有多方向荷載承受、強抗震性、剛性好、方便拆裝、結(jié)構(gòu)簡單等特點,可以在多個工程領(lǐng)域進行應(yīng)用.因此,文章主要就桁架結(jié)構(gòu)有限元分析、桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計兩個方面內(nèi)容進行論述.

機械設(shè)計的有限元分析指的是采用有限元方法并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的一種方便攜帶的設(shè)備型塑料殼體的有限化模型，并且在對其結(jié)構(gòu)進行具體分析后實施優(yōu)化的結(jié)果，力求達到用最低的材料成本來最大限度地提升設(shè)備零件的剛度，從而有效滿足工程設(shè)計具體要求的目的。本文主要對機械設(shè)計的有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體方法和過程進行了詳細的闡述。

應(yīng)用有限元方法建立某種便攜式設(shè)備的塑料殼體的有限元模型,并通過結(jié)構(gòu)分析對零件結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,以最小的材料成本提高零件的剛度,以滿足工程設(shè)計的要求。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsr

通過在微機上用sap5有限元法對施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)進行受力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算,對各種型式施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化提出了新的設(shè)計方法和實用軟件程序。

通過在微機上用sap5有限元法對施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)進行受力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算,對各種型式施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化提出了新的設(shè)計方法和實用軟件程序。

以實際應(yīng)用為背景,在cad設(shè)計系統(tǒng)軟件內(nèi)依次完成了模型建構(gòu)、有限元分析及優(yōu)化設(shè)計。借助靜態(tài)分析和敏感度分析對原有模型應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律、敏感度影響因素進行了著重探究,進而通過優(yōu)化設(shè)計研究改進了筋板的結(jié)構(gòu)尺寸,得到最優(yōu)設(shè)計參數(shù)并將特征點位移量限定在規(guī)定范圍內(nèi),對筋板和其他零件的有限元分析及優(yōu)化設(shè)計具有重要的參考意義。

通過在微機上用sap5有限元法對施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)進行受力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算,對各種型式施工升降機的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化提出了新的設(shè)計方法和實用軟件程序。

以發(fā)電機轉(zhuǎn)子支架的結(jié)構(gòu)為研究對象,基于機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論、方法和有限元方法,用ansys軟件對發(fā)電機轉(zhuǎn)子支架結(jié)構(gòu)進行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析;提出4種轉(zhuǎn)子支架結(jié)構(gòu)方案,通過比較各方案的強度及靜、動態(tài)剛度,找出其中轉(zhuǎn)子支架的最優(yōu)方案結(jié)構(gòu);分析結(jié)果表明,通過改進的轉(zhuǎn)子支架方案3的結(jié)構(gòu)的機械強度和剛度性能都有所提高;本文所采用的方法也為復(fù)雜機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提出了科學(xué)有效的途徑。

針對tlj900型架橋機,分析了計算工況及計算載荷,用ansys軟件建立shell63彈性殼單元模型,對金屬結(jié)構(gòu)的連接、約束、載荷進行有效處理,對各工況應(yīng)力、變形等進行計算。

優(yōu)化設(shè)計是一種尋找確定最優(yōu)設(shè)計方案的技術(shù)。本文探討了在有限元分析基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計的理論和方法,結(jié)合abaqus軟件,對其中的一些關(guān)鍵問題進行了研究。通過對一個桁架結(jié)構(gòu)工程實例的優(yōu)化設(shè)計計算,檢驗了該方法的效率,同時,還研究了影響桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的主要因素。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計_有限元分析在機械設(shè)計中的應(yīng)用_ABAQUS分析桁架結(jié)構(gòu)

水電站門式起重機門架結(jié)構(gòu),上部支承著小車機構(gòu),下部與行走梁、大車運行機構(gòu)相連。在設(shè)計時,要求具有足夠的強度和一定的剛度,且重量輕,制造安裝方便。要想降低門式起重機重量,首要考慮降低門式起重機門架結(jié)構(gòu)自重,從安全運行角度來看,門架結(jié)構(gòu)自重的降低又有一個度的問題,有必要采用新的設(shè)計手段減輕門架結(jié)構(gòu)的自重。

從門式起重機的概況入手,深入分析了水電站門式起重機的結(jié)構(gòu)、初始門架各梁斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定、建立模型、門架載荷及邊界條件的處理和門架設(shè)計程序。用supersap完成門架的有限元分析。

利用有限元分析軟件ansys的參數(shù)化設(shè)計語言apdl,對單臂架門座起重機臂架結(jié)構(gòu)進行有限元分析,通過定制用戶化圖形交互界面,實現(xiàn)臂架的任意幅度參數(shù)化建模,靜力學(xué)分析及模態(tài)分析,為該型臂架的設(shè)計提供一種簡便可靠的方法。

介紹了對某型號加工中心機床結(jié)構(gòu)的有限元分析。詳細分析了整機的前幾階模態(tài)。研究后發(fā)現(xiàn)由于立柱和支撐板設(shè)計的不合理,就會導(dǎo)致機床固有頻率較低,振動增大,機床精度下降。針對加工中心機床部件的結(jié)構(gòu)特點,對于立柱,筋板進行結(jié)構(gòu)優(yōu)選和設(shè)計參數(shù)優(yōu)化,并對支撐板采用了拓撲優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化結(jié)合的方法。研究結(jié)果表明,通過有限元分析,加工中心機床結(jié)構(gòu)參數(shù)得到了較好的優(yōu)化,從而使整機性能得到了提高。

借助ansys有限元分析軟件,建立防爆電機底座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的參數(shù)化模型,以底座的重量為目標函數(shù)對底座結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。優(yōu)化過程中考慮它所受應(yīng)力約束、位移約束,并對優(yōu)化前后的位移和應(yīng)力進行對比。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后位移和應(yīng)力值有所增大,但在使用允許值范圍內(nèi),優(yōu)化后使底座在正常、穩(wěn)定運行的情況下的重量大大減輕,從而為批量生產(chǎn)節(jié)約大量原材料,對降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益有著重要的現(xiàn)實意義。

傳統(tǒng)的鋼框架體系的線彈性分析可以用力法、位移法以及彎矩平衡法，但是當(dāng)框架的規(guī)模較大時，基于有限元思想的結(jié)構(gòu)矩陣分析方法得到普遍應(yīng)用，對于鋼結(jié)構(gòu)框架體系采用桿系有限元法進行分析。

玻璃鋼設(shè)備是復(fù)合材料制品設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種,與傳統(tǒng)的混凝土、鋼制設(shè)備相比,重量輕,防腐性能佳,可靠性高。本文通過有限元分析的手段對玻璃鋼設(shè)備的一些典型結(jié)構(gòu)作出優(yōu)化設(shè)計,降低了生產(chǎn)成本,縮減了設(shè)計周期及實驗費用,通過文中課題的研究,為未來有限元分析在玻璃鋼行業(yè)更深入的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。

1 汽車結(jié)構(gòu)有限元分析技術(shù)(ansys) 課程編碼：202062課程英文譯名：thefiniteelementanalysisofautomobile structure 課程類別：專業(yè)選修課 開課對象：車輛工程開課學(xué)期：第7學(xué)期 學(xué)分：2.5學(xué)分；總學(xué)時：40學(xué)時；理論課學(xué)時：32學(xué)時； 實驗學(xué)時：0學(xué)時；上機學(xué)時：8學(xué)時 先修課程：理論力學(xué)、材料力學(xué)、汽車構(gòu)造、汽車理論 教材：黃國權(quán)，有限元法基礎(chǔ)及ansys應(yīng)用，北京：機械工業(yè)出版社，2004 參考書： 【1】朱伯芳．有限單元法原理和應(yīng)用（第二版）．北京：中國水利水電出版社，1998 【2】丁皓江，何福保．彈性和塑性力學(xué)中的有限元法．北京：機械工業(yè)出版社，1992 【3】蔣孝煜．有限元法基礎(chǔ)．北京：清華大學(xué)出版社，1992 【4】

針對海洋修井機底座輕量化的要求,利用ansys軟件對某海洋修井機底座進行了三維有限元分析,得到了位移及應(yīng)力分布。結(jié)果表明,最大鉤載工況下強度和穩(wěn)定性均滿足要求。用matlab和ansys軟件對底座結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化,得到符合底座工況要求的最優(yōu)梁的截面尺寸,并對優(yōu)化結(jié)構(gòu)進行有限元分析。結(jié)果表明,優(yōu)化結(jié)構(gòu)也滿足底座的強度及穩(wěn)定性要求。通過對比發(fā)現(xiàn),matlab優(yōu)化設(shè)計的底座結(jié)構(gòu)更節(jié)約材料,所得到的設(shè)計尺寸更接近最優(yōu)解,因此選取matlab優(yōu)化設(shè)計的底座結(jié)構(gòu)來指導(dǎo)實際生產(chǎn)。

卡車駕駛室懸置支架是重要的連接構(gòu)件之一,為了在產(chǎn)品設(shè)計階段尋求最佳設(shè)計方案,利用通用有限元分析和優(yōu)化軟件hyperworks7.0,以柔度為目標,以體積作為約束條件,結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、約束、受力等特點,對駕駛室懸置支架進行了有限元分析和結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化,并在優(yōu)化基礎(chǔ)上進行了二次設(shè)計.與傳統(tǒng)設(shè)計支架相比,優(yōu)化設(shè)計支架最大應(yīng)力減小50.6%,質(zhì)量減少14.6%.基于有限元法的結(jié)構(gòu)分析和拓撲優(yōu)化,能在產(chǎn)品開發(fā)階段主動尋求最優(yōu)方案,對提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短設(shè)計周期有重要作用.