多种脉动真空灭菌器的数值分析

对多种脉动真空灭菌器进行建模、求解和有限元分析。在内壁厚度、材料和工作压力等相同的情况下,重点对绕带式和夹套式结构、焊缝形式、加强筋的布局和种类等做对比分析。模拟结果表明在满足良好封闭性的前提下,绕带式灭菌器内壁上的最大应力值最小,为最理想的结构;对于夹套式结构来说,全焊缝应力集中值较小;断续对称焊缝好于交错焊缝;加强筋尺寸和型号选择灵活。整体来说,加强筋在内壁上均匀分布有利于降低最大应力,提高产品的使用寿命。

汽车薄壁冲压件焊点的拓扑优化

汽车薄壁冲压件的焊点数量是汽车制造成本的决定性因素,为了降低成本,焊点的拓扑优化逐渐成为人们关注的热点。基于ICM(Independent Continuous Mapping,即独立、连续、映射)方法,将焊点有无的离散拓扑优化问题转化为[0,1]区间上的连续优化问题;建立了以结构刚度最大为目标、结构强度为约束的连续拓扑优化模型;采用K-S函数将多目标和多约束问题转化为单目标和单约束问题;运用响应面(RSM)方法将位移和应力转化为设计变量的显式函数,采用序列二次规划(SQP)方法求解优化模型。为了提高求解效率,对优化问题的可并行性进行了分析,搭建并行环境,用C++和Fortran语言开发了焊点优化问题的并行程序。工程实例表明,优化算法和程序是可靠、有效的。

焊接结构造价的最经济设计

研究焊接结构造价最省设计的问题,以焊接组件各部分的厚度为设计变量,约束条件为满足设计的强度要求,其中造价包括板材用料、加工成形、装配、焊接和喷漆等费用。运用RSM,K-S函数和SQP求解结构优化模型,灭菌器实例表明加强肋的均匀分布会使内壁上应力分布较合理;装配加工费用占总成本的1/2以上,在满足强度条件下,减小厚度将大大节省材料和加工费用。同时,考虑样本点分析的独立性,采用并行计算提高了计算效率,使得软件更具实用性。

基于MSC Fatigue的脉动真空灭菌器疲劳分析

针对某些脉动真空灭菌器在未达到使用寿命时内壁就出现裂纹的问题,应用MSC Patran建立其有限元模型,调用MSC Nastran进行应力分析,然后应用MSC Fatigue软件进行疲劳分析.将所得寿命分析结果与实际工程使用情况比较,发现疲劳不是脉动真空灭菌器内壁产生裂纹的主要原因.

真空灭菌器力学性能的实验和数值模拟分析

特种设备检测中发现一些真空灭菌器在远未达到使用寿命时,灭菌器的内壁就出现断续的裂纹,大部分集中在加强筋与内壁的焊缝处。为追寻其力学原因,采用电测法对真空灭菌器进行应力测试;然后使用MSC.Patran&MSC.Nastran数值分析软件进行力学分析。与实验所测的应力结果进行对比,结果表明数值解与实验结果非常吻合。此外,研究了真空灭菌器内壁的折弯圆弧半径的大小对应力的影响,得出半径的大小对内壁应力分布的影响很小。因此,为了扩大内腔的容积,在保证顺利折弯的前提下,可以选择小的半径;进而为下一步结构优化提高重要参考数据。

响应面法在晶体生长控制参数优化中的并行计算

响应面法对提拉单晶生长参数进行数值模拟优化时,要通过单晶提拉的数值模拟计算获得响应面函数拟合所需要的试验数据,这些数据的获得占据整个响应面法优化求解的大部分时间。为提高优化效率,本文应用响应面方法的并行化算法对直拉单晶生长参数进行了优化。在Windows环境下搭建并行运算平台,采用C语言编制,以MPI消息传递方式的并行响应面优化并行程序。通过对串行和并行程序的优化所需时间进行对比,可以使并行后的优化效率提高80%以上。采用并行化的响应面法优化方法对提拉单晶生长向着更高的方向发展提供了更迅捷的途径。

基于并行的焊点优化算法

提出一种焊点优化算法,同时为了创建更快的方法来完成优化过程的模拟,基于MPI库采用静态分配任务和任务池两种并行方案,对焊点优化算法进行并行化实现.在机群系统下测试表明,并行方法可以显著减少程序运行时间,提高优化模拟过程的效率.

无人艇高可靠低噪电操舵技术研究

针对一种新型电操舵装置在无人艇中的研制应用,研究了其高可靠性、双舵同步、长时自主运行操舵装置技术的实现途径。结合高效低噪伺服电机设计,达到满意的低噪效果。通过样机设计制造和试验验证,表明该装置的操纵性、高效和高可靠性满足要求。通过振动噪声测试,表明该装置在低噪方面取得了显著的效果。

霍尔传感器实时自动定位系统设计

针对无刷直流电机中提供换相信号的霍尔传感器安装定位问题,根据最佳换向角度,并以LabVIEW为开发平台设计了一种实时的霍尔传感器的自动定位系统。该系统操作简单,定位精度高,避免了繁琐的人工定位,有效提高了霍尔传感器的安装效率及安装精度。

无人艇电动舵机电磁振动仿真与分析

以某水面无人艇配备的电动舵机为研究对象,针对由永磁同步电机电磁激励引起的电动舵机电磁振动展开了分析。建立了永磁同步电机的电磁场模型、电动舵机的结构模型和谐响应模型。从电磁激励、模态特性及振动响应3方面对电磁振动进行了仿真分析,研究影响电磁振动的因素以及在这些因素作用下的振动响应。仿真结果表明,在电磁激励幅值较大的频率和舵机的模态固有频率处,振动响应存在峰值。

精密行星滚柱丝杠断裂失效分析

针对某机电作动器传动零部件行星滚柱丝杠发生断裂失效，进行了断口宏观形貌、化学成分、维氏硬度和微观组织分析，表明材料无缺陷。进一步采用断裂力学理论和有限元分析方法，对行星滚柱丝杠所受负载应力进行了分析，证实行星滚柱丝杠是受较大径向载荷作用发生脆性断裂失效．