基于流-热-固耦合分析的数值模拟及结构优化

为解决等径T型管路应力过大问题,提出一种基于流-热-固耦合分析方法的优化方法对等径T型管结构进行优化。首先,基于流、固力学理论建立T型管多场耦合的数学模型和物理模型,对T型管内流体的速度温度变化情况和管路的等效应力的分布情况进行仿真模拟,在仿真结果的基础上对管路进行结构优化。仿真结果表明:冷热流体的压力差会导致流体产生逆流现象,从而导致管路的上游区等效应力值增大。等径T型管的最大等效应力值出现在主支管交汇的下游内壁面处。优化后管路内壁面最大等效应力值下降约14%,可以有效地延长管路的使用寿命。该方法对提高气体管路设计的可靠性具有一定的实践意义。

中性束离子源实验平台80k V/50A/20ms高压电源设计分析与优化

高压电源是中性束加热用离子源束流引出的关键设备,其运行参数和性能直接决定引出束粒子能量和离子源引出效率。为了进一步提高中性束离子源实验平台高压运行参数和性能,重新优化设计并研制了80k V/50A高压电源的所有模块。首先介绍了80k V/50A高压模块电源的主电路拓扑结构和电源模块,运用仿真软件对高压电源主回路进行了充放电、打火保护仿真,仿真结果符合设计要求。最后,通过调试实验发现了电源模块存在空间绝缘不足、整流桥击穿、触发控制不响应等问题,进行了分析优化改进,完成了80k V/50A高压模块电源的升级研制。

飞机无杆牵引车多工况牵引的平顺性仿真及优化

平顺性是车辆动力学性能的一个重要方面,车辆的平顺性优化是一个组合优化的问题。飞机无杆牵引车在牵引飞机时是一个复杂的多体动力学系统,研究无杆牵引车牵引作业的平顺性,对减少牵引车部件及轮胎的磨损,降低前起落架的振动有着重要意义。利用Adams建立无杆牵引车-飞机系统虚拟样机,考虑了飞机起落架的空气缓冲支柱的影响,并分析了路面等级、路况、车速对系统平顺性的影响。根据机场道面的情况,建立两种不同的随机输入路面仿真无杆牵引车的行驶平顺性,并对影响牵引车行驶平顺性的参数进行优化仿真分析。仿真优化结果表明,通过选取合适的无杆牵引车牵引速度,以及适当的降低牵引车悬架的刚度及阻尼,能够有效的提高牵引工作时的行驶平顺性。

水旱耕作机变速器齿轮折断分析及优化

以开发试验的水旱耕作机变速器为研究对象,提出针对变速器齿轮折断的优化方法,并通过试验验证变速器齿轮折断优化方法的有效性。首先采用Romax软件,对变速器模型进行建模并仿真,分析变速器中齿轮折断的原因;根据齿轮承载能力的影响因素,优化变速器齿轮及其关键部件的参数和加工精度等;再通过Romax软件仿真和优化参数计算,确定优化的变速器齿轮及其关键部件参数;最后通过实际试验结果,验证优化后的变速器设计的可靠性和工作的稳定性。

静音发电机组吊装结构分析及优化

在保证吊装安全的前提下,对静音发电机组的吊装结构进行轻量化改进设计。将2组吊装横梁、4个吊耳的吊装结构优化升级为1组吊装横梁、2个吊耳的吊装结构;通过理论计算选择最佳吊耳厚度,利用仿真软件Abaqus进行可靠性及偏移量建模仿真,对优化后的静音发电机组吊装结构进行起吊试验验证。试验结果表明,优化后吊装结构的强度及机组的平衡性满足起吊要求。优化后的吊装结构安全可靠,减轻了质量,降低了制造成本,提高了产品竞争力。

Pro/Engineer机床数字化仿真案例

Pro/Engineer是业界公认的非常强大的CAD三维模型构建工具,可以满足客户完成机床的设计任务;Mechanica作为Pro/Engineer的一个分析模块,为客户提供了非常强大的分析功能,能够帮助客户完成机床的机构动力学分析、模态振动分析、强度变形分析、失稳分析、疲劳分析、灵敏度优化分析等一系列的分析任务。

基于MPDB工况的车身前防撞横梁优化设计

前防撞横梁是汽车正面碰撞MPDB工况的重要吸能部件,对碰撞安全性能起到至关重要的作用。为研究前防撞横梁对正面碰撞MPDB工况的影响,以某款车型的前防撞横梁为例,对其材料、截面、厚度等参量进行了仿真优化分析。系统研究了前防撞横梁的变形、塑性应变,以及壁障SD、OLC、壁障击穿和综合扣分等相关内容,以取得最优的设计策略。根据仿真分析结果,总结了相应的优化设计方案,为新款车型MPDB碰撞安全性能设计提供了参考依据。

ADAMS在变幅机构铰点位置优化中的应用

以某型号混凝土泵车为研究对象,利用动力学仿真软件ADAMS建立其一节臂变幅机构的虚拟样机,对变幅机构的工作过程进行仿真,获得变幅油缸力随时间变化的曲线。以变幅过程中油缸力变化最小作为优化目标,对变幅机构的三铰点位置进行优化。结果表明,优化后的铰点位置改善了变幅油缸的受力状况,减少了变幅对液压系统的冲击,该方法可为类似机构的优化设计提供参考。

自移动公路防撞开口护栏结构研究

为了实现公路防撞开口护栏的自移动,研究提出了一种可自动开启和关闭的端部限位立柱结构及与之匹配的端部锚固框架结构和导向结构,并运用有限元仿真技术,进行一系列仿真优化分析,解决了自移动型中央分隔带开口护栏端部强度和导向的问题,研发了一种新型自移动开口护栏结构。经计算机仿真验证,自移动开口护栏防护等级达到三(A)级,不仅解决开口处车辆快捷、安全通行的需求,同时保证主路车辆正常、安全的通行。