基于Kriging近似模型的轨道主冷叶轮多目标遗传优化

为最大限度地减小叶轮质量,通过反求模型和网格密度精度的分析,对叶轮结构进行数值计算,并构造了拉丁超立方试验设计模型和Kriging近似模型,得到叶轮结构的采样空间和高精度的近似模型用来代替数值分析,提出了轨道轴流风机叶轮结构多目标遗传优化方法。采用该方法分析了主要技术参数对叶轮结构受力的灵敏性,并找出了对叶轮结构应力影响最大的参数。叶轮结构通过优化后,质量减小了31.7%,大大节省了材料的成本,最大应力值也由初始方案的21.5 MPa变为16.5 MPa,有效地提高了叶轮的力学性能。优化后通过滑环引电器和动静态应变测试系统对风机叶轮进行动静态试验,并设计了叶轮旋转机械的工艺工装和试验方案,试验结果与计算结果十分吻合,且动应力相对很小,因此,叶轮具有良好的力学和振动性能,在工程应用中具有较高的价值。

高速列车通风冷却系统动叶轮静动应力及结构响应分析

高速列车通风冷却系统叶轮工作时,除受离心力、重力和冲击等静载荷外,还有气流及结构振动响应的动力作用。目前叶轮的动应力主要采用流固耦合方法进行分析,而对叶轮本身的结构振动响应研究较少。本文采用流固耦合技术,对通风冷却系统叶轮进行静、动应力分析;采用结构振动响应分析叶轮的模态频率,与气动激振力的低频、高频及倍频进行比较,此叶轮结构不产生气动共振,因此其动应力主要是由气动力产生的。通过结构响应分析,得出叶轮共振时的叶片位移方向主要是轴向方向;且随着阻尼比增大,叶轮振动速度幅值减小,但当阻尼比达到较大值时,叶片振动速度响应频率也有所变化,应考虑阻尼增大时新增的振动响应频率是否产生气动共振。采用滑环引电器的实验方法,对风机叶轮进行现场静、动应力测试,计算分析与实验结果比较吻合。

大型复杂起重机械结构三维有限元子结构模型分析

针对大型复杂的起重机械整体结构力学分析的难题,在子结构技术的基础上,建立了大型起重机械整体结构的有限元模型技术,以大型冶金铸造起重机为例详细阐述了大型复杂结构有限元模型简化原则和子结构划分方法,确保了整机的传力路线完整性,将大型冶金铸造起重机划分为三级子结构,重点突出了六大结构件,即主小车、副小车、主梁、副梁、端梁、行走结构,实现了整机三维有限元模型完整性和准确性。分析结果通过和试验、规范计算对比,应力和位移最大的误差分别为4.2%和4.9%,具有和试验一致性的结果,因此对于子结构的三维有限元模型技术方法在大型起重机械整体结构是可行的。

基于动力学理论起重机水平偏斜载荷性能分析

针对目前规范对起重机水平偏斜载荷计算没有考虑起重机运行速度和安装间隙影响等问题,在动力学理论的基础上,通过建立起重机动力学虚拟几何模型,建立了起重机水平偏斜载荷的计算方法。通过该方法获得良好的计算结果,在工况运行速度下结果和规范计算具有一致性。并在动力学分析的基础上,分析运行速度对起重机轮压和水平偏斜载荷的影响,起重机轮压值与速度没有直接的递增或递减关系,起重机运行速度越大或水平轮安装间隙越小,起重机水平偏斜载荷也越大。通过试验测试,计算和试验具有一致行,为工程设计提供参考。

非随机载荷不确定的机车侧墙过滤系统两相流可靠性分析

针对机车侧墙过滤系统制造安装和运行环境变化的可靠性问题,考虑到载荷参数认知不确定性建模困难,结合制造安装随机性,提出了一种含区间非随机载荷不确定的机车侧墙过滤系统两相流可靠性分析方法。首先,通过实验对比,建立了机车侧墙过滤系统两相流的CFD模型。其次,采用概率和区间混合不确定性模型及其相应的有效可靠性分析方法,对机车侧墙过滤系统的两相流动力学问题进行可靠性分析。对样本充足的结构参数和样本不足的载荷参数分别用概率和区间法进行度量,因样本不足而造成的认知不确定性建模困难可以快速得到解决,扩展了区间混合不确定性的可靠性分析技术在两相流动力学问题研究中的适用性。通过对电力机车侧墙过滤系统两相流问题的阻力和过滤效率等载荷可靠性问题的研究,合理提高了关键参数的不确定性水平,既可兼顾成本又可提高过滤系统的可靠性,满足电力机车运行复杂环境高可靠性应用的要求,为工程应用提供参考。

高速列车散热离心风机性能灵敏性分析及优化

为提高高速列车散热系统的离心风机性能,采用离心叶轮结构参数化模型和计算流体动力学(CFD)仿真模型,结合气动性能试验,建立了离心风机性能的CFD仿真模型;通过单因素灵敏性分析,识别了叶片数和叶轮宽度的合理值。采用拉丁超立方抽样模型对离心风机的叶轮结构与性能参数进行采样;通过径向基神经网络模型对结构和性能参数进行学习,重构了离心风机气动性能分析模型,并对离心叶轮结构参数进行了多因素灵敏性研究。通过全局灵敏性分析,识别了影响性能的关键参数。合理匹配离心叶轮结构参数,提出了改进离心风机性能的优化方案,工况点的效率由67.2%提高至73.7%,显著提高了离心风机效率,减小了流动损失。

不均匀的有限弹性变形理论

结合偶应力理论,提出了引入应力和面力矩存在时的平衡方程,讨论了简单拉压、扭转、弯曲、圆筒挤压四种弹性变形的变形张量,并分析了其变形的不均匀性,为研究物体宏观弹性变形问题提供了理论依据。

基于非参数回归模型轨道风机叶轮的可靠性分析方法

在叶轮设计过程中,其设计变量和实际工艺往往具有一定不确定的差异,在传统设计由于忽略了不确定的影响,导致实际生产产品质量的不稳定性。为了提高轨道风机叶轮设计的可靠性,通过非参数回归模型和6σ,构造了一种适合于轨道风机叶轮设计的可靠性分析方法。详细分析了叶轮结构设计尺寸、材料和载荷的不确定性问题分析,并搭建了叶轮结构可靠性分析方法流程。通过对非参数回归模型的误差分析,得出此拟合模型具有良好的精度,在叶轮强度和振动分析中得出了较好可靠性结果。且在和多项式拟合和神经网络模型对比中,非参数回归模型具有更好的稳健性,因此在叶轮设计工程中具有较好的实用价值。

有限元在永磁计算中的应用

介绍了永磁体计算的原理、方法。主要从磁位角度应用有限元算出磁位分布情况,在此基础上算出磁场强度。

温度和应力场耦合技术在铝粉料仓设计的应用

针对铝粉料仓在现场焊接安装时螺栓破坏的问题,采用温度和应力场耦合技术对料仓进行数值模拟分析,通过建立几何和分析数学模型,详细分析料仓的变形和螺栓孔应力情况。通过数值分析结果得知随着给定强迫位移边界条件的增大,应力值先是减小,当达到拐点时,随即增大,由于给定的是强迫位移边界条件,使得到达拐点后应力值增大,实际螺栓孔越大,越不会产生应力集中,但料仓趋于不稳定,易产生松动和振动,因此螺栓孔必须取适当的值,才能满足现场的实际工艺要求。应用温度和应力场耦合分析技术,得出了铝粉料仓安装问题和实际现场实验一致性的结果,为工程设计提供了有利理论依据。

160t/50t冶金桥式起重机小车架的结构优化

采用有限元计算方法,对冶金桥式起重机小车架进行结构优化分析,优化后的小车更能满足使用要求。对小车架进行了静力计算和疲劳强度寿命分析,均能满足力学性能要求,且机械性能更优于原方案,并提出设计过程注意事项和要求。

机械装备金属结构有限元建模策略研究与应用

在分析有限元建模技术的研究现状及其不足的基础上,针对机械装备金属结构所具有的体积庞大、结构复杂的特点,为了快速、准确地建立其有限元模型,构建了其有限元建模策略的体系结构,提出了在其有限元建模过程中所应遵循的八条策略,分别是全局规划、等效合成、实时校核、等效替换、酌情弱化、合理简化、关键细化和巧用干涉,并以铸造起重机为分析对象,对以上建模策略进行了举例说明,验证了其有效性和实用性。

铝电解多功能起重机打壳四连杆机构破坏分析及改进措施

铝电解多功能起重机打壳四连杆打壳机构在高频下工作,由于机构设计的不合理性,可能导致机构零部件的共振问题。为此,采用有限元理论及动力学模态理论对实际工程问题进行研究分析,寻找出问题产生的根源,并提出改进措施,经理论分析和实践证明,方案实用性好。

小车架结构的柔性化研究及分析

针对小车架结构的刚性、柔性化及柔性的特点,结合50t/10t桥式起重机,研究了小车架柔性化结构,并采用有限元理论,结合轨道不平度引起轮压激励响应对小车架附加应力进行分析,扩大了小车架结构的分析范围。

碳纤维复合材料夹芯结构模拟驾驶舱的应用研究

介绍采用碳纤维复合材料结构的模拟驾驶舱设计和仿真分析,证明碳纤维复合材料夹芯结构舱体完全满足设计应用要求;该结构的材料体系满足冲击、隔声、隔热和阻燃要求;用液态成型工艺制备的碳纤维夹芯复合材料舱体较全碳钢车体减重效果明显。

旋转小车数字化虚拟测试及整体力学分析

在虚拟样机及有限单元法等数字化技术的基础上,对旋转小车方案进行虚拟动力学检测和整体结构的力学分析。通过对旋转小车主动轮压和被动轮压的动力学检测,及时改进了旋转小车的设计方案,并对新方案进行了有限元整体结构的力学分析。先进的现代化数字技术在现代机械设计中得到了很好的运用。

弹性阶段弯曲下尺度效应的研究

微观尺度下的尺度效应的研究在塑性变形下已经有了很高的层次,但是尺度效应在弹性阶段是否存在却没有一个很完善的说法,在非均匀的有限弹性变形理论的基础上,讨论了弯曲的弹性阶段的尺度效应问题,推导了新弹性理论的弯曲公式,并结合塑性变形的应变梯度理论,分析了三点弯曲的弹性阶段尺度效应的问题。从分析结果看,在弹性阶段,当物体尺寸和特征尺寸相当时,存在很强的尺度效应。

起重机电气室的工艺改进

0引言 现在国内生产电气室的厂家众多,电气室的样式繁多,按生产制造工艺划分为传统型电气室和新型电气室2种。传统型电气室特点是简约、实用,缺点是成本高,主要取材是型材和薄板。新型电气室特点是美观、新颖和互换性强；缺点是制作复杂，需要专门的模具，

牵引风机碳纤维叶轮设计

碳纤维增强复合材料在轻质高强、抗疲劳、减振降噪、耐腐蚀以及材料性能的可设计性等方面比传统的金属材料有明显的优越性,是防腐蚀、防静电风机叶轮的理想材料。以牵引风机碳纤维复合材料叶轮为设计对象,探索新的非金属材料体系及成型工艺,在满足风机的各项性能指标的同时实现风机的轻质高效、减振降噪的目的。

起重机焊接卷筒力学性能分析及应用

用有限元理论,突破传统的建模技术,采用三维实体单元,对卷筒进行强度分析。在此基础上,基于修正Miner法则对焊接卷筒进行疲劳寿命分析,并提出采用能量李兹法推导的卷筒外压的稳定性公式对卷筒进行稳定性校验,符合现代化焊接卷筒的理论设计要求。