懸置支架結(jié)構(gòu)的有限元分析與拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)

桁架結(jié)構(gòu)具有多方向荷載承受、強(qiáng)抗震性、剛性好、方便拆裝、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn),可以在多個(gè)工程領(lǐng)域進(jìn)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(jì)兩個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行論述.

對某電廠鋼板倉鋼支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。依據(jù)相關(guān)規(guī)范對支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。對支架結(jié)構(gòu)提出了設(shè)計(jì)修改方案。有限元分析和計(jì)算表明,改進(jìn)后的支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性符合要求。

運(yùn)用ansys的優(yōu)化模塊對某自走火炮輔助推進(jìn)裝置(apu)整體底架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析,得到了滿足各項(xiàng)性能要求的新apu整體底架,并最終達(dá)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)輕量化要求。

建立了帶式輸送機(jī)頭部支架的有限元力學(xué)模型,完成了頭部支架有限元結(jié)構(gòu)分析。利用ansys軟件的apdl參數(shù)化語言,創(chuàng)建了優(yōu)化控制文件程序(odpst),完成了頭部支架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),取得了合理和滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果。

對pzt厚膜驅(qū)動(dòng)的微變形鏡(dm)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)?；谟邢拊椒?fem),分析了結(jié)構(gòu)中各個(gè)參數(shù)對變形鏡性能的影響。優(yōu)化結(jié)果表明,單元邊長1.75mm的驅(qū)動(dòng)器,在最優(yōu)參數(shù)下沖程可達(dá)2~5μm@100v,且加載鏡面后驅(qū)動(dòng)器的位移損失小于12%,帶鏡面負(fù)載能力強(qiáng)。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果制備了壓電厚膜微驅(qū)動(dòng)器陣列,驅(qū)動(dòng)器的沖程可達(dá)4.5μm@100v,并與有限元方法的結(jié)果進(jìn)行了分析比較。

分別利用pro/engineer和ansys軟件對立柱進(jìn)三維實(shí)體建模與模態(tài)分析,通過結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了立柱的模態(tài)分析結(jié)果。選擇立柱相對位移量及其低階固有頻率為研究對象,并設(shè)計(jì)對比了兩種筋連板優(yōu)化布局方法,確定了使用米字型筋連板立柱結(jié)構(gòu)。提高了立柱的低階固有頻率,避免了高速加工時(shí)共振的產(chǎn)生降低加工精度的現(xiàn)象,取得了提高加工精度,立柱的強(qiáng)度和剛度的效果。為結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)與改造提供了可靠的理論依據(jù)。

借助ansys有限元分析軟件,建立防爆電機(jī)底座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)化模型,以底座的重量為目標(biāo)函數(shù)對底座結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)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(yùn)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(jì)效益有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

介紹了對某型號加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)的有限元分析。詳細(xì)分析了整機(jī)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(jì)的不合理,就會(huì)導(dǎo)致機(jī)床固有頻率較低,振動(dòng)增大,機(jī)床精度下降。針對加工中心機(jī)床部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對于立柱,筋板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)選和設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化,并對支撐板采用了拓?fù)鋬?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(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)得到了較好的優(yōu)化,從而使整機(jī)性能得到了提高。

應(yīng)用三維軟件catia建立了半掛車懸架前支架的有限元模型,對前支架的剛度和強(qiáng)度特性進(jìn)行了仿真模擬,獲得了前支架的應(yīng)力應(yīng)變分布情況;在此基礎(chǔ)上對前支架做了電測實(shí)驗(yàn);找到了前支架應(yīng)力集中的部位,最后提出了結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。

本文利用ansys軟件對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圓錐形變幅桿進(jìn)行有限元分析,提出兩種修正設(shè)計(jì)方案,得出變幅桿固有頻率與其結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系,從而確定出變幅桿的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。

把有限元分析的技術(shù)應(yīng)用到貯箱的設(shè)計(jì)中,建立了貯箱有限元模型,并對現(xiàn)有的一個(gè)貯箱為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中進(jìn)行了材料非線性分析,得出貯箱各個(gè)壓力下的應(yīng)力和變形量,為加工和裝配提供可靠的數(shù)據(jù),從而使其質(zhì)量得到減輕,以提高發(fā)射有效載荷。

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采用pro/e建立鋪板機(jī)門架參數(shù)化模型,以ansys為模擬計(jì)算平臺(tái),對優(yōu)化前后的門架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體求解計(jì)算。獲得了優(yōu)化前后門架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度力學(xué)特性,應(yīng)力與變形分布規(guī)律,及優(yōu)化后的門架結(jié)構(gòu)。為鋪板機(jī)門架最優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了可靠的理論依據(jù)。

針對液壓支架柱帽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),就其載荷的加載方式進(jìn)行了討論,應(yīng)用接觸力學(xué)方法確定接觸面并進(jìn)行載荷加載,采用cosmos/m軟件對其進(jìn)行了有限元分析,在此基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),得出了較為明確的結(jié)論。

液壓支架柱帽的有限元分析及其優(yōu)化

基于三維cad/cae軟件solidworks平臺(tái),建立方形臥式真空罐的有限元模型,進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度的分析。使用cosmos有限元與優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,建立以油箱重量最小為目標(biāo)函數(shù),應(yīng)力和位移為約束的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,對加強(qiáng)筋的截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中,得到了良好的使用效果。

利用ansys有限元分析對取力軸法蘭的強(qiáng)度進(jìn)行校核,對取力發(fā)電裝置中取力軸法蘭撕裂問題進(jìn)行有限元分析,計(jì)算不同工藝圓角下取力軸法蘭的強(qiáng)度以及疲勞壽命,提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,為取力軸法蘭設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù),對實(shí)際工程中取力軸法蘭的選用有著重要參考意義。

門體堵頭端部中間的收縮變形是bc/bd-625g冷柜的重大缺陷,bd-500冷柜是在bc/bd-625g基礎(chǔ)上開發(fā)的新產(chǎn)品。建立堵頭計(jì)算的簡化模型,得出變形的線載荷?；赼baqus有限元分析軟件,分析了bc/bd-625g的堵頭變形。對bd-500的堵頭數(shù)值模擬采用在簡化模型上增加3種不同方案加強(qiáng)筋的方法分別進(jìn)行了有限元分析,得出優(yōu)先采用的方法。設(shè)計(jì)出的堵頭經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證,與abaqus程序的分析結(jié)果基本吻合。

鋼板筒倉橋架結(jié)構(gòu)的有限元分析

鉆架作為潛孔鉆機(jī)關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)件之一,支撐鉆桿完成所有的鉆進(jìn)動(dòng)作,其受力工況比較復(fù)雜,因此具有較高的設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)。本文先對潛孔鉆機(jī)的實(shí)際工況進(jìn)行受力分析,得到不同工況下的受力邊界條件,再對其進(jìn)行有限元分析,得出相應(yīng)工況下鉆架的應(yīng)力值,最后通過對應(yīng)力結(jié)果的分析,來判斷鉆架設(shè)計(jì)的合理性。

運(yùn)用有限元方法對單臂吊艇架吊臂托盤在不同的工況下進(jìn)行分析計(jì)算,指出了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足,并在有限元分析的基礎(chǔ)上對托盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),對各個(gè)部分的厚度進(jìn)行優(yōu)化,為托盤的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

由于壓縮程度不同,拉臂式壓縮垃圾車車廂內(nèi)的壓縮垃圾是變密度的。首先建立車廂內(nèi)壓縮垃圾的變密度函數(shù),基于該變密度函數(shù)給出車廂內(nèi)壓縮垃圾自重、慣性、壓縮、擠入載荷的數(shù)學(xué)表達(dá),再疊加上對拉臂車進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析得到的拉臂與汽車底盤對車廂的作用力,組成各危險(xiǎn)工況車廂所承受的載荷。在對拉臂式壓縮垃圾車車廂進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析的基礎(chǔ)上采用以ansys為分析器的導(dǎo)重法對車廂結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的前提下,使結(jié)構(gòu)質(zhì)量減少31%。