航空发动机拆装车结构的轻量化优化及校核

以自主设计的某型号的飞机发动机拆装车为研究对象,对其进行轻量化优化,并对轻量化前后拆装车的模态及力学性能进行对比,确保轻量化后拆装车的模态及整体结构强度符合设计要求。通过ADAMS软件建立完整的有限元模型并导入到Analysis软件中Optimization模块进行体积及应力灵敏度分析,从而确定轻量化方案并对其进行轻量化优化。结果表明,杆件经轻量化后其厚度均存在不同程度的减薄,最大减薄率高达50%,最小减薄率也接近12.5%;经轻量化后拆装车整体结构质量下降了185 kg,较轻量化前降低了9.25%。并利用HyperMesh软件中的RADIOSS求解器,对其优化前后前四阶模型进行对比。结果表明,优化后拆装车前四阶固有频率较优化前略有增涨,最大增长率不足5%,但振型一致无差别。一阶模态固有频率为13.05 Hz,远高于内场路面激振频率3～4 Hz。优化后拆装车最大应力值为187 MPa,较优化前增长了6.3%,但远低于材料许用应力值220 MPa;优化后拆装车最大位移量为12.23 mm,较优化前增长了9.1%,纵观整个位移云图来看整体变形量仍较小。因此,轻量化后拆装车整体结构满足设计要...     

基于铰链四杆机构运动学的解析法及ADAMS仿真

目前研究铰链四杆机构运动规律的主要方法有解析法和ADAMS仿真,这两种方法都能得到该机构的运动规律,下面将采用解析法中的复数矢量法,对曲柄角速度恒定的铰链四杆机构的运动规律进行推导,并采用MATLAB求解,绘出连杆和摇杆的运动规律图;同时通过ADAMS仿真进行对比验证,从而比较两种方法的结果.     

基于Ansys Workbench的手动火灾报警按钮仿真分析和结构优化

目的:针对一款依靠压杆自身形变自锁和工作的手动火灾报警按钮的结构特点,为使其满足国标不动作试验要求,并改善应力分布情况,对手动火灾报警按钮中关键零部件进行有限元分析和优化设计。方法:通过Creo建立压杆、压板以及底板的装配模型,模拟实验的过程对模型进行约束和载荷的施加,使用Ansys Workbench完成静力学有限元分析,计算出手动火灾报警按钮应力最大值,确定多目标优化设计中目标、变量参数和约束进行,分析出各参数变量对于结果的灵敏度,使用Optimization模块并利用Sceening筛选优化法对关键零部件进行优化设计,在满足国标要求的同时,选取拟合的最优值对压杆进行结构优化。结果:优化后的手动火灾报警按钮压杆受到的最大应力减小19.6%。结论:使用Ansys Workbench软件对零部件进行仿真和优化分析后,提高了产品的强度和研发效率,该研究成果也为后续手动火灾报警按钮压杆设计提供了理论依据。     

基于Matlab的四杆机构的运动学动力学仿真

基于Matlab的Simulink的软件对四杆机构进行运动学动力学仿真,形象地展示了四杆机构的运动规律,提出了四杆机构设计的新方法,提供了结构设计参数的理论依据。     

SKMB-200型转向架构架强度与结构优化仿真分析

以应用于CRH380A型动车组上的SKMB-200型动力转向架构架为研究对象,基于UIC615-4标准计算4种模拟运营工况载荷及一种超常载荷,继而确定仿真分析所需的边界条件。静强度仿真结果表明:模拟运营工况下,构架的最大应力分别为225.7、209.0、250.3和196.2MPa,超常载荷工况下构架的最大应力为307.6MPa,均小于构架主材料SMA490BW型耐候钢的许用应力。在超常载荷工况下进行结构优化分析,分别设定侧梁上下盖板和内外侧板的厚度为设计变量、最大等效应力为约束条件、构架最小质量为目标函数。优化结果表明:优化后构架总质量减少109 kg,较优化前降低6.8%;构架最大等效应力为329.98 MPa,仍满足其强度要求。对构架结构参数的优化可有效降低SKMB-200型转向架的簧下质量,进而提升其动力学性能,可为动车组转向架结构优化提供参考。     

一种新型骨料散装机的结构设计与分析

针对现有骨料散装机控制方式落后、结构设计不合理等问题,设计一种带有旋转阀机构的自动骨料散装机。系统构建了散装机整体结构三维模型,采用有限元方法对旋转阀机构在最大载荷工况下进行仿真分析,发现阀芯结构强度冗余,对阀芯进行拓扑优化设计。在保证刚度性能的前提下,使阀芯质量从628.07 kg减轻到407.26 kg,质量减轻35.15%,实现了阀芯的轻量化设计,为旋转阀芯的设计提供一定参考。     

基于Working Model 2D运动仿真的机构设计

介绍了基于Working Model 2D运动仿真的机构设计.该文利用该软件对四杆机构进行运动仿真和运动分析,结合Excel实现凸轮机构的凸轮轮廓线的设计并作运动仿真.此软件简单易学,仿真过程形象直观,为机构设计提供了一个极好的工具.     

基于ADAMS的Stewart次镜平台运动学和动力学仿真北大核心

调整次镜位姿是空间相机提高成像质量的有效方法之一。为优化Stewart次镜调整平台的结构设计,研究了基于ADAMS虚拟样机技术的并联机构运动学和动力学仿真方法。首先对Stewart并联机构进行了运动学理论分析,建立了运动学逆解数学模型并计算了解析结果;然后,在ADAMS中建立了并联机构虚拟样机并进行运动学逆解仿真,其仿真结果与解析结果一致,证明了虚拟样机模型的正确性;再将ADAMS运动学逆解作为各杆驱动函数,实现了运动学正解及动力学逆解仿真。基于ADAMS虚拟样机技术的并联机构运动学和动力学特性分析方法,为次镜调整平台的结构优化设计提供了理论依据和主要参数。     

基于ADAMS的Stewart次镜平台运动学和动力学仿真

调整次镜位姿是空间相机提高成像质量的有效方法之一。为优化Stewart次镜调整平台的结构设计,研究了基于ADAMS虚拟样机技术的并联机构运动学和动力学仿真方法。首先对Stewart并联机构进行了运动学理论分析,建立了运动学逆解数学模型并计算了解析结果;然后,在ADAMS中建立了并联机构虚拟样机并进行运动学逆解仿真,其仿真结果与解析结果一致,证明了虚拟样机模型的正确性;再将ADAMS运动学逆解作为各杆驱动函数,实现了运动学正解及动力学逆解仿真。基于ADAMS虚拟样机技术的并联机构运动学和动力学特性分析方法,为次镜调整平台的结构优化设计提供了理论依据和主要参数。     

某型号飞机发动机拆装车有限元仿真分析

以自主设计的某型号飞机发动机拆装车为研究对象,分析其在各种工况下的刚度和强度能否满足设计要求。建立发动机拆装车的有限元模型,运用HyperMesh软件中的RADIOSS求解器,对发动机拆装车各种工况下的极限位置处的最大载荷进行校核。研究结果表明:飞机发动机拆装车在各种工况下的最大应力为185.5MPa,各工况下最大应力位置为拆装车升降机构承载侧的支撑板位置;拆装车最大位移量约为14mm,拆装车承载侧的端部为最大位移处位置,且发动机拆装车的最大应力值和最大位移量均小于材料的许用值。     

某柴油机连杆强度的有限元分析

有限元分析是柴油机零部件结构强度分析中一种实用、可靠的方法。以某柴油机连杆为研究对象,对其建立实体模型,并利用有限元分析的软件平台,对连杆强度进行分析。在应用有限元方法对柴油机连杆进行静力分析过程中,研究连杆在最大受压状态和最大受拉状态的两个极限受力状态情况,为连杆的改进和设计提供可靠的依据。     

发动机连杆热-结构耦合性能分析及优化

为改善发动机连杆在热-结构耦合作用下的性能,首先,应用理论分析法分析了发动机曲柄连杆机构的运动学特性;然后,采用有限元仿真法分析了连杆在热-结构耦合作用下的拉应力、压应力以及疲劳寿命;最后,依据仿真分析结果对原型连杆的危险截面进行优化设计并再次分析,结果表明,优化后的发动机连杆其应力得到大幅减小,但疲劳寿命增加了96.60%,连杆性能得到了很好的改善。     

可回收外周血管支架设计与生物力学研究

为解决传统支架长期滞留体内诱发支架内再狭窄的问题,设计一种新型可回收外周血管支架,并对其安全性与有效性进行力学分析。首先建立支架和外周斑块血管有限元模型,对支架进行压握、自由扩张过程的有限元分析,比对分析结果与径向支撑力测试结果,发现误差小于10%,验证了支架有限元模型有效性;在此基础上,再对支架植入及回收过程进行仿真模拟,分析与血管耦合条件下支架与血管生物力学性能。压握过程中支架最大应变为5.919%,回收过程中支架所受等效应力最大值为691MPa,均小于支架材料镍钛合金最大弹性应变及屈服应力。自膨胀扩张过程中血管所受最大等效应力值为0.592 6MPa,支架回收过程中血管所受等效应力最大值为0.536 6MPa,均小于血管损伤应力。试验结果表明,新型可回收外周血管支架理论上是可回收的,并且在植入以及回收过程中,其力学性能安全可靠。     

富水地层地铁车站结构抗浮措施性能分析

以某沿海城市地铁车站结构为例,通过室内单桩竖向抗压静载试验,计算单桩极限侧阻力,理论验算和MIDAS 有限元软件数值模拟相结合,对比分析不同抗浮措施下车站结构底板位移、变形大小。 结果表明:围护结构法抗浮,车站底板竖向位移得到控制,但结构底板变形较大,底板水头高度为17.4 m 时,底板最大变形5.75 mm;抗浮锚杆和抗浮桩可有效减小结构底板变形,底板水头高度为17.4m 时,两种抗浮措施下底板最大变形分别为2.37 和2.04 mm;抗浮组合措施能够发挥各自优势,抗浮效果明显,对结构变形控制较好;排水减压法基于减小结构水浮力原理抗浮,抗浮效果显著。     

复合材料压力容器渐进损伤的模拟研究

以ANSYS通用有限元为手段,使用非线性分析方法,对纤维缠绕复合材料压力容器进行有限元分析,在此模型基础上进一步研究了压力容器的渐进损伤,以失效因子为参数,讨论了失效单元逐层失效的过程。结果表明,复合材料压力容器在2.0MPa时树脂完全开裂,最初纤维断裂出现在应力为8.1MPa的桶身与封头连接处,而后经向纤维逐渐断裂,此位置最终在8.9MPa下纤维全部断裂。     

星表着陆装置多工况落震试验台的设计与应用

设计了一种新型的星表着陆装置多工况落震试验台,并进行了结构力学性能分析。试验台装置包括台架系统、提升系统、落震系统、载荷采集系统和安保系统五部分,采用三维虚拟建模技术完成了试验台的结构设计;基于某型探月着陆器虚拟样机落震仿真结果,运用有限元方法进行试验台装置的瞬态动力学分析并校核其抗冲击性能。结果表明,该试验台装置满足着陆器的落震试验要求。     

基于ANSYS的卡车燃油箱结构强度分析

卡车燃油箱是燃油供给系统的核心部件,其设计研发主要依靠工程师的经验来完成,产品更新速度慢,成本高.结合现代化设计方法利用三维软件UG设计出卡车油箱的三维结构模型,然后利用有限元方法对卡车燃油箱结构进行应力应变分析,求出卡车油箱的最大应力值σmax为319.237 MPa,最大应变值εmax为13 mm,为卡车油箱的设计修改提供理论参考依据.大大降低了卡车油箱的设计成本,提高了产品研发效率.     

An Adaptive Finite Element Method Based on OptimalError Estimates for Linear Elliptic Problems

The subject of the work is to propose a series of papers about adaptive finite element methods based on optimal error control estimate. This paper is the third part in a series of papers on adaptive finite element methods based on optimal error estimates for linear elliptic problems on the concave comer domains. In the preceding two papers (part 1 : Adaptive finite element method based on optimal error estimate for linear elliptic problems on concave comer domain; part 2:Adaptive finite element method based on optimal error estimate for linear elliptic problems on nonconvex polygonal domains), we presented adaptive finite element methods based on the energy norm and the maximum norm. In this paper, an important result is presented and analyzed. The algorithm for error control in the energy norm and maximum norm in part 1 and part 2 in this series of papers is based on this result.     

混合插值法求解Navier-Stokes方程

利用算子分裂法将粘性不可压流体Navier-Stokes方程表述的物理过程分解为扩散和对流2个过程,建立起它们的有限元方程.采用9节点四边形等参元中的形函数描述单元中流体的速度场,而利用这种单元的4个顶点节点构成的插值函数描述单元中流体的压力场,通过有限元生成系统(FEPG)进行Navier-Stokes方程的单元子程序的生成,得到求解不可压粘性流体Navier-Stokes方程的有限元程序,并用它对粘性不可压流体的挠圆柱流动问题进行了数值模拟,分析结果与试验结果吻合.