低温压力容器产品应变强化变形预测与研究

根据典型压力容器如贮罐、槽车、安捷通等应变强化产品的生产经验,结合数值模拟方法,针对典型低温压力容器产品建模分析,总结不同低温压力容器产品应变强化变形规律,研究分析影响应变强化变形量的主要因素,并积累试验数据对相应产品计算结果进行修正,满足相关产品在生产、制造上的需求。

数值模拟在预测应变强化变形量中的应用

应变强化技术在低温双层压力容器设计中应用广泛,利用数值模拟方法针对应变强化变形量进行计算与分析,并通过对不同的规格的产品的数值分析与应变强化工艺试验数据进行对比总结。结果表明:数值模拟结果基本可以反映出应变强化变形量的趋势,最大误差在15%左右。

汽车空气滤清器的模态分析及结构优化

汽车空气滤清器的表面板壳非常薄,高速气流从进气系统流过时将激励薄板结构产生振动,进而辐射出强烈的噪声,提高滤清器结构动态刚度是减小辐射噪声的有效途径,但刚度的提高通常伴随着质量的增加,实际中希望以最低的结构质量获得最大的动态刚度。针对上述问题,建立了空气滤清器的有限元模型,对其进行了模态分析。从前4阶模态分析结果找出了滤清器上下壳体的薄弱环节,然后通过调节上下壳体壁厚及合理布置加强肋的方法进行结构优化。经优化得到了一种壳体壁厚为3.5mm,加强肋厚度为2.5mm的结构优化设计方案。分析结果表明,滤清器的基频从157.1Hz提高到188.7Hz,提高了20.1%。模态测试表明,结构1阶固有频率为184.4Hz,有限元分析误差为2.3%,优化后的结构提高了低阶固有频率,降低了辐射噪声。

基于灵敏度分析的XK719数控铣床尺寸优化

为了改善机床动静态特性,以XK719数控铣床为研究对象,采用Hypermesh软件建立数控铣床的有限元模型。在对铣床进行谐响应分析的基础上,得出机床1、2阶固有频率偏低的结论。运用灵敏度分析来寻找关键尺寸,并以关键尺寸为设计变量,以机床的质量和1、2阶固有频率为响应进行尺寸优化。最终,在铣床质量变化不大的情况下,使铣床的1阶固有频率提高了15.8%,2阶固有频率提高了11.3%。结果表明:该设计方法可以为机床零、部件的设计提供借鉴。

基于自适应响应面法的数控铣床尺寸优化

为了能够更加有效地改善数控铣床的动静态特性,采用试验设计与数理统计相结合的方法对XK719数控铣床进行了结构尺寸优化。对数控铣床整机采用拉丁超立方试验设计方法进行采样,在此基础上运用移动最小二乘法对采样点进行拟合,以构造近似函数;对近似函数采用自适应响应面法进行优化;通过25次迭代,在数控铣床整机质量变化不超过3%的情况下,实现了整机1阶固有频率提高16.3%,2阶固有频率提高13%。结果表明:该方法能够实现机床的快速优化设计。

XK719数控铣床的结构尺寸优化

为了能够有效地提高数控铣床整机的静动态特性,以XK719数控铣床整机结构为研究对象,利用有限元分析方法对整机进行了建模、分析与优化。首先,对数控铣床的整机结构进行了谐响应分析,分析结果表明:该型号数控铣床的第1阶、第2阶固有频率分别为38和48 Hz,低阶频率偏低。其次,对整机各主要零部件的壁厚进行了灵敏度分析,找出对结构质量和第1、2阶固有频率影响较大的关键尺寸。然后,以质量和第1阶、第2阶固有频率为目标函数,以关键尺寸作为相应的设计变量进行尺寸优化。结果表明:在整机的质量基本不变的情况下,达到第1阶固有频率提高了11%,第2阶固有频率提高了12%的优化结果。该设计方法能够为整机的快速设计提供参考。

基于6Sigma和目标驱动技术的龙门导轨磨床立柱多目标优化

针对龙门导轨磨床立柱的结构特点,构建了龙门导轨磨床立柱的有限元模型,并利用基于6Sigm a原则和目标驱动技术的有限元优化分析方法对立柱进行多目标尺寸优化设计。首先利用基于6Sigm a原则的分析方法对立柱模型进行参数灵敏度分析,获得对立柱性能影响较大的参数,将参数作为优化设计的变量;然后利用基于目标驱动技术的多目标优化方法对立柱进行以质量、最大变形量,一阶固有频率为目标函数的多目标优化,在保证立柱最大等效应力不大于初值的前提下,最大变形量减小45.1%,质量减小3.79%,龙门导轨磨床立柱一阶固有频率提高14.6%。结果表明,该方法具有较强的工程实用性。

加注趸船用LNG燃料罐有限元计算分析与评定

基于CCS—2021《液化天然气燃料加注趸船规范》,以加注趸船用250方LNG燃料罐为例,对其在使用过程中受到惯性载荷作用下,内外容器间的支撑结构以及鞍座等结构的应力水平进行了详细的有限元计算与评价,计算结果满足船级社审查要求。

LNG全容罐外框架及塔梯结构有限元计算与评定

针对LNG全容罐顶部外框架结构及侧面塔梯结构等,利用有限元软件ANSYS进行了详细的结构计算与分析。并根据GB 50009—2019以及GB 50017—2017标准中规定的工况和评定标准分别对外框架及塔梯结构的强度与稳定性进行了分析与比较,计算结果表明LNG全容罐顶部外框架结构及塔梯结构的安全性是满足要求的。