机床结构对流换热系数的参数化建模方法

热态特性分析是研究控制数控机床热误差的主要研究方法之一,而对热分析结果有很大影响的对流换热系数计算却是一个难点问题。在量纲分析的基础上,结合实验数据与多元线性回归分析,提出一种考虑环境温度与温差变化的机床结构对流换热系数的参数化计算方法,提高了对流换热系数和机床热分析计算的准确性与效率。以某机床滚珠丝杠进给系统为例,通过仿真计算与实验对所提方法的有效性进行了验证。

基于Abaqus/CAE的格莱圈参数化建模及密封性能分析

该文对Abaqus/CAE进行了内核脚本及GUI的二次程序开发,通过开发内核脚本程序,建立友好的图形用户界面,创建格莱圈的建模与数值计算专用模块,实现格莱圈密封的参数化建模、分析计算、访问结果数据库等功能。通过该二次开发计算模块,对格莱圈的密封性能进行计算分析,结果表明:介质压力作用下,格莱圈最大接触应力一般均大于介质压力,满足密封条件;因格莱圈不易发生挤隙现象,且滑动面摩擦力小,具有良好的动密封性。

基于参数化建模方法的复合式盾构机刀盘力学性能分析与结构优化

刀盘是盾构机的核心部件之一,合理的刀盘结构设计是安全高效掘进的基础。为了快速高效建立刀盘有限元模型并分析其力学性能,采用基于APDL(ANSYS parametric design language)命令流开发的参数化建模方法,建立某型号复合式盾构机刀盘的数字模型。对刀盘施加极限工况下的推力和扭矩,通过静力学分析得到刀盘的应力分布和变形分布,确定最大应力和最大变形位置,校核刀盘的静强度和静刚度。进一步以刀盘总质量为优化目标,以刀盘强度和刚度为约束条件建立基于参数化建模的刀盘结构优化方法,提出刀盘结构优化流程。通过参数敏感性分析确定刀盘优化参数,探究相关参数对刀盘强度和刚度的影响。对复合式盾构机刀盘的关键参数进行优化。结果表明:优化后刀盘的最大应力降低了12%,最大变形降低了20%,质量减轻了119 kg。因此,基于参数化建模的优化方法可以提供刀盘的强度与刚度,并同时降低刀盘质量。研究成果可为后续多目标刀盘结构优化提供参考。

输电塔连接节点有限元参数化建模与分析

现行规范对输电塔上部结构与基础连接节点的底板简化计算,该节点整体承载力裕度不明确。为有效地建立该节点的有限元模型,判断该节点整体安全裕度,通过采用ABAQUS软件从单元类型、材料属性、模型装配、接触形式、边界条件、分析步设置、荷载计算和加载设置等方面对该节点进行了有限元参数化建模,并对底板厚度进行优化分析。结果表明:该节点破坏形式为靴板与主角钢的连接螺栓在接触平面发生剪切破坏;与现行规范的计算结果相比,有限元计算能充分考虑连接节点整体受力和塑性性能,优化后底板厚度可有效减少。该研究成果为该节点的安全评估提供了合理的参考依据,也为后续输电塔整体加固奠定了研究基础。

水电站调速系统参数测试及建模试验分析

本文针对水电站调速系统的参数测试及建模试验进行深入分析,合理设计参数测试方案,对水电站调速系统关键参数进行准确测量,分析参数变化对调速系统性能的影响。

隐式参数化建模技术在前期CAE分析中的应用

基于SFE Concept软件,通过对副车架参数化建模实例,对比SFE模型与传统FE模型的静刚度、动刚度和模态在正常工况下的计算结果,验证了SFE参数化模型的可靠性.基于"分析驱动设计"理念,采用参数化模型与正交试验设计联合的方法,设计出基于参数化模型的前期计算机辅助工程(CAE)优化分析方案,分析了后副车架主要部件的截面形状、尺寸、位置等参数对副车架静刚度、动刚度等性能的影响,通过优化分析实现了对副车架轻量化设计.

考虑多源误差影响的谐波减速器传动误差建模与分析

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心误差、歪斜误差模型理论值,齿面加工误差幅值按一般加工工况大小代入模型,得到对应加工误差模型理论值;然后,分别进行500 h、1500 h、3000 h时长的磨损实验,磨损后进行齿面形貌扫描和数据分析,得到对应的齿面形貌参数,基于模型得到对应的磨损误差模型理论值。最后,综合考虑多源误差影响,设置3组同型号样机,进行传动误差实验。实验结果表明:考虑装配偏心、歪斜和齿面加工等影响因素,传动误差的实验测量值与模型理论值误差在1.7~3.3%之间;综合考虑装配偏心、歪斜、齿面加工、齿面磨损等影响因素,在磨损500 h、1500 h、3000 h后传动误差的实验测量值与模型理论值误差分别在-3.45~2.07%、-5.88~-2.94%、1.33~5.33%之间。

三维CAD/CAE一体化的参数化动态有限元建模

提出了一种基于CAD参数化技术与CAD/CAE一体化技术的参数化动态有限元建模方法,该方法解决了三维实体有限元建模中几何模型的描述与驱动、参数联动、模型自动更新等一系列问题,为先进的参数化有限元分析与优化设计提供了关键技术基础;阐述了三维参数化动态有限元建模方法中的若干关键技术,包括具有典型意义的基于AutoCAD/MDT二次开发环境ObjectARX的CAD/CAE集成方法、复杂三维组合曲面网格全自动生成算法、复杂三维实体的四面体网格全自动生成算法、面向对象的有限元模型描述方法,以及有限元模型的参数驱动方法等;建立了一个三维参数化形状优化设计应用原型系统。

基于APDL的船用电梯井架参数化建模与仿真

基于APDL软件,对船用电梯井架进行参数化建模和有限元分析,实现了电梯井架的快速设计、优化和分析。具体方法是采用多面体拼接法对电梯井架进行几何建模,然后定义参数化变量,通过改变参数化变量的值来实现电梯井架的参数化设计。最后利用有限元分析方法对电梯井架进行仿真分析。结果表明,该方法能够提高设计效率,减少制造成本,同时也能保证产品质量。因此,在电梯井架的设计和制造中具有一定的应用价值。通过调整参数、进行工程设计的优化,可以在设计阶段找到成本效益最佳的设计方案,从而避免了在后期制造和维护过程中出现意外的高成本,帮助预测维护成本和整个产品的生命周期成本。

基于CATIA的差速器直齿圆锥齿轮参数化建模与有限元分析

介绍了一种利用CATIA软件对汽车差速器直齿圆锥齿轮进行参数化建模和有限元分析(FEA)的设计方法。该方法最大的特点是建模与有限元分析使用同一软件平台,避免了接口传递可能产生的数据错误,是一种简便可行、运行效率高的齿轮设计与分析方法。最后结合实例,完成了某型差速器直齿圆锥齿轮的建模和有限元分析。

大型船用斜齿轮参数化建模及其接触有限元分析

阐述了利用ANSYS参数化设计语言进行大型船用斜齿轮参数化建模及映射分网的方法和具体的实现过程.通过循环加载预定义的主从齿轮转角表数组的方法进行啮合周期内斜齿轮的接触非线性求解计算,表明在大型船用斜齿轮啮合过程中,最大接触应力和齿根最大弯曲应力同时存在突变,但前者没有后者突变明显.啮入时,接触应力和弯曲应力最大;啮合过程中,各数值的变化相对稳定.

基于参数化建模的风力机叶片性能分析

针对现有850 k W风力机叶片,分析其材料、结构及铺层状态,对比传统叶片有限元模型,将描述叶片主要结构的弦长、扭角采用分段函数形式表达,采用MATLAB编程并结合ANSYS二次开发建立风力机叶片参数化几何模型.基于动量-叶素理论的BLADED软件计算叶片各截面处的极限载荷,并于叶片分段施加载荷增量.动力学分析得到叶片前三阶挥舞和摆振频率及一阶扭转频率,其与实测固有频率比较,分析并验证叶片于共振区外运行.静力分析得到叶片挥舞位移及关键部位应力分布,通过最大应力准则和蔡-胡(Tsai-Wu)准则对翼面进行强度校核(其他部位同理校核),表明叶片在极限状态下仍能保持安全运行.该研究描绘了叶片主要力学性能,为叶片进一步优化奠定了基础.

CAD与CAE集成过程的分析与建模

文章较详细地分析了CAD产品设计与CAE产品工程分析的集成过程,用 IDEF0对该 CAD设计和CAE工程分析的集成过程进行了建模,所建立的IDEF0模型是建立 CAD、CAE集成信息模型的基础。

基于多学科参数化建模和灵敏度分析的飞行器分级优化设计方法

提出一种将飞行器参数化建模、灵敏度分析与气动/隐身综合优化设计相结合的方法。该方法的流程为:(1)建立面向多学科设计的参数化模型,提取分级参数;(2)对分级参数进行灵敏度分析,筛选设计变量;(3)基于分级优化流程,应用多目标优化算法进行飞行器气动/隐身综合优化设计。以一个四尾翼布局飞行器气动/隐身综合优化设计为例,阐述流程的实现过程,结果表明这种方法具有如下优点:(1)多学科参数化建模为气动和隐身性能分析提供统一的参数化模型;(2)使用灵敏度分析工具对分级设计参数进行筛选,精简优化设计任务;(3)基于分级参数和灵敏度分析进行分级优化设计,优化适应值提高56.1%,耗时减少57.02%。

滚动轴承参数化建模及接触强度分析

采用Visual C++与ANSYS有限元软件的参数化建模与分析功能相结合,创建了滚动轴承的参数化建模及有限元接触强度分析平台。该平台通过输入深沟球轴承、圆柱滚子轴承等系列滚动轴承的关键参数,就自动生成滚动轴承整体的有限元网格模型、边界条件及接触对,最后通过直接调用ANSYS相关模块进行有限元接触强度计算。通过对比分析6208深沟球轴承的赫兹接触强度计算结果与该平台的有限元接触强度计算结果,验证了该平台的有效性,为更深入地研究滚动轴承提供了快捷方便的数值分析平台。

基于Solidworks往复泵曲轴参数化建模及模态分析

曲轴是往复泵中重要的传动零件,设计的结果影响往复泵的性能。通过使用Solidworks的API进行二次开发,结合VB6.0开发出往复泵曲轴参数化建模软件,实现曲轴绘图的自动化。再运用Solidworks simulation对曲轴进行模态分析,得到曲轴的前5阶固有振动频率和振型图,确定最大变形点位于曲拐处,为往复泵的设计提供一定的参考价值。

基于ANSYS的渐开线圆柱齿轮参数化造型与有限元建模及分析技术

为了满足利用FEA分析技术完成齿轮强度系列分析工作的需要 ,笔者曾经重点研究了直接基于ANSYS软件的渐开线圆柱齿轮参数化生成原理、技术及齿轮轮齿滚动接触模拟实现技术 ,获得了良好的实际应用效果。为了推进技术交流 ,同时针对当前国内许多人对FEA软件难以进行几何建模的认识以及在齿轮付FEA滚动模拟接触分析中的一些不恰当的处理方式 ,笔者在本文中对相应研究结果作出细介绍以供研究参考。

基于APDL的渐开线直齿轮参数化建模与接触分析

渐开线齿轮由于其啮合性好,承载能力高,传动平稳等优点,在变速器传动中应用十分广泛。但传统变速器设计周期较长,尤其在齿轮校核分析方面,需要大量繁琐的计算过程,劳动强度大。常规的齿轮分析是在第三方软件中建模,然后导入有限元软件中进行力学分析。由于软件接口的不完整性,需要对模型进行大量修补工作,以得到较高的分析精度。因此,有必要对齿轮进行程序化的分析计算。借助ANSYS提供的APDL语言,开发了精确渐开线圆柱直齿轮的参数化建模及自动分析模块,从而提高设计人员的分析效率,缩短设计周期,减少设计成本,在实际工程中有一定的应用价值。

基于VB和PRO/E的凸轮机构三维参数化建模和运动仿真分析

利用Pro/E的参数化三维实体造型功能,通过VB和Automation Gateway(AGW)对Pro/E进行二次开发,设计者只需在VB开发的人机交互界面中输入基本参数,即可自动完成与基本参数对应的各种凸轮、从动件和装配后凸轮机构的精确三维参数化建模,并完成该凸轮机构的仿真分析和运动分析。

齿轮的参数化建模与有限元分析的集成研究

针对以往齿轮建模出现的问题,提出了一种简单易行的齿轮参数化建模和有限元分析方法。首先利用Microsoft Excel软件采集齿轮的渐开线和齿根过渡曲线数据,然后将采集的数据导入SolidWorks中,在SolidWorks软件的环境下快捷的生成齿轮的渐开线和齿根过渡曲线,再通过坐标变换调整曲线得到满足要求的齿轮齿廓曲线,通过拉伸、扫描、阵列、切除等特征,完成齿轮的三维实体造型。同时利用SolidWorks的Simulation插件对齿轮进行了有限元分析。该方法集齿轮建模和分析于一体,可以确保齿轮三维建模的准确性。