基于ANSYS LS-DYNA水下爆破阻波帘的设计与研究

水下爆破试验危险性大、成本高,在实验室进行相关试验项目对设备和场地的要求非常严格,每次试验都要按照相关程序进行审批。针对目前爆破试验程序繁琐及等待周期长等现状,以水下爆破防护为研究对象,应用碰撞振动仿真技术设计水下爆破阻波帘,使设计的产品在尽可能少的水下试验次数下达到满意的效果。采用ANSYS LS-DYNA模块,使用不同材料做成的阻波帘进行防护仿真。在距爆炸点5 m,压强为7.5 MPa的位置进行数据采集,对比分析帆布阻波帘与其他5种不同材料的阻波帘的爆轰波减小系数。仿真结果表明,阻波性能从高到低排序为:空气泡、多孔铝板、汽车轮胎、泡沫塑料、石棉布。其中空气泡的阻波帘,在1 kg TNT当量工况条件下,距爆炸点5 m,压强为0.22 MPa处,压强降低率达到97%,防护效果最好。

基于ANSYS的采棉机分风箱应用研究

气力输送系统是采棉机工作部件中的重要系统之一,分风箱是气力输送系统中重要的组成部分,分风箱将风机出口处的风量分配给采棉机的采摘装置,分风箱结构对风机风量的分配起到重要作用。构建了两种不同结构的分风箱模型,采用ANSYS软件对不同结构的分风箱内部风速和风压的差异进行数值模拟,对分风箱的速度矢量云图、风压云图及各个出口平均风速进行了分析。结果表明,在能满足风速要求的前提下,模型Ⅱ的结构更加合理。

基于Ansys的曲柄滑块机构的运动学分析在教学课程中的应用

在机械原理的教学中,曲柄滑块机构的设计原理与方法是重点和难点问题,传统的实物实验对曲柄滑块机构的种类、复杂性都有很大的限制,不利于学生对曲柄滑块系统运行规律的掌握。基于此,利用Ansys中的workbench建立了曲柄滑块机构运动仿真模型,通过对模型进行分析设置,对典型曲柄滑块机构进行运动仿真,得出了曲柄滑块机构的位移及应力、应变的分析结果,为机械结构仿真教学提供了有效的方法。

基于ANSYS Workbench的行星轮系高楼逃生器动力学研究

为进一步提高行星轮系高楼逃生器的使用性能,开展了行星轮系高楼逃生器的动力学研究。首先,采用Solidworks三维软件对行星轮系进行建模;其次,采用ANSYS Workbench对模型进行仿真,分析其受力情况;然后,探讨行星轮系高楼逃生器在传动过程中的动力学、动态力矩平衡等问题;最后,根据分析结果对设备进行优化。实验结果表明,优化后设备的受力情况得到明显改善,使用性能得到大幅提升。

基于ANSYS/LS-DYNA的镁合金材料某无人机滑橇式起落架的跌落分析

【目的】铝合金起落架在使用过程中,由于其具有质量高的特点会给无人机带来很多不必要的动能损耗。【方法】课题组以某型号的植保无人机为研究对象,通过制作材料的平替和优化结构设计,使其达到使用要求。对无人机起落架进行UG设计建模以及ANSYS有限元分析,得到起落架对应的应力云图和变形云图。材料平替过程中,质量由铝合金的0.86kg下降到了稀土镁合金的0.68 kg,质量降低0.18 kg。【结果】通过LS-DYNA跌落仿真结果可知,最大变形为7.416 mm,最大应力为196.46 MPa,低于材料屈服强度极限,满足强度要求,且跌落速度对起落架的变形影响更大,可以为同类型产品设计提供思路。【结论】1)通过替换镁合金材料作为起落架制作材料,对比铝合金质量减轻了20.9%。2)通过建立滑橇式起落架落震仿真模型,并通过输入合理的材料应力-应变曲线符合起落架着陆过程中的实际情况,准确模拟了起落架的落震试验过程。3)通过仿真计算分析,发现其速度对跌落过程中起落架的变形影响远大于起落架承担载荷多少的影响。研究结果对后续起落架的设计和优化具有较大的工程实际应用价值。

Petrel2ANSYS: Accessible software for simulation of crustal stress fields using constraints provided by multiple 3D models employing different types of grids

Crustal stresses play an important role in both exploration and development in the oil and gas industry.However,it is difficult to simulate crustal stress distributions accurately,because of the incompatibilities that exist among different software.Here,a series of algorithms is developed and integrated in the Petrel2ANSYS to carry out two-way conversions between the 3D attribute models that employ corner-point grids used in Petrel and the 3D finite-element grids used in ANSYS.Furthermore,a modified method of simulating stress characteristics and analyzing stress fields using the finite-element method and multiple finely resolved 3D models is proposed.Compared to the traditional finite-element simulation-based approach,which involves describing the heterogeneous within a rock body or sedimentary facies in detail and simulating the stress distribution,the single grid cell-based approach focuses on a greater degree on combining the rock mechanics described by 3D corner-point grid models with the finely resolved material characteristics of 3D finite-element models.Different models that use structured and unstructured grids are verified in Petrel2ANSYS to assess the feasibility.In addition,with minor modifications,platforms based on the present algorithms can be extended to other models to convert corner-point grids to the finite-element grids constructed by other software.

Simulation Analysis of Car Front Collision Based on LS-DYNA and Hyper Works

Based on the basic principle of vehicle crash analysis using the finite element method, a car finite element model was built by using Hypermesh software. To simulate the front collision test of the car, the LS-DYNA software is adopted to calculate the deformation of the car and the acceleration time history curves during the crashing process;the anti-impact capability of the car is evaluated from this simulation. The results demonstrate that the improvement of local structure can promote the crashworthiness of the car, but the further improvement needs a major change of the car structure.

基于ANSYS/LS-DYNA的防凌减灾微差爆破数值模拟

为研究水下爆炸载荷对冰凌的破碎效果及二维双孔微差爆破冰体的损伤裂隙,结合黑龙江呼玛段实际冰水情,运用LS-PREPOST程序系统进行了数据后处理,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了冰体爆破损伤裂隙发展情况与冰凌破碎过程。结果表明:合理延期时间下,随双孔爆破时间增长冰盖爆破面积逐渐变大,在40~45 ms时,冰层裂隙已基本不再扩展,冰层中爆炸冲击波已退化为弱波;受有效应力影响,冰盖形成明显的粉碎区和裂隙区,冰体产生径向裂纹和环向裂纹;爆破坑半径误差在8.4%以内,精度略有提高,验证了误差公式的准确性。

基于Ansys Workbench LS-DYNA的预控破片战斗部成形与飞散特性分析

为了研究预控破片战斗部壳体膨胀破碎后破片群的运动规律,利用Ansys Workbench LS-DYNA有限元软件模块对某型杀伤战斗部壳体爆炸成形和飞散过程进行了仿真分析,得到了战斗部破片群的最大速度为1 323 m/s,破片速度主要集中在1 125 m/s~1 250 m/s之间;单个破片的设计质量为1.4 g,形成破片群后破片质量主要集中在1.1 g~1.3 g之间,破片群质量损失为18.35%;破片群形成后测得静态飞散角为70°。仿真结果表明,破片群中破片的最大速度较改进后的Gurney理论公式计算结果偏低了9.32%,但误差在允许范围之内。同时,其他仿真结果数据也为进一步研究预控破片战斗部提供了理论依据。

基于ANSYS的竹篼破篼刀具设计与仿真

为降低破篼刀具的工作能耗及解决破篼刀具工作半径不可调的问题,设计一种工作半径可调以实现从竹篼内部破篼的刀具。首先在ANSYS中建立竹篼-破篼刀具有限元模型,然后进行破节、破壁仿真并做试验分析,最后构建试验平台加以验证。结果表明:所研制的破篼刀具可清理外径为110~130 mm的竹篼;破节最优的刀具参数组合为:轴向刀后角角度为30°、刀盘转速为5 000 r/min;破壁的刀具参数组合为:径向刀后角角度为20°、刀盘转速为5 000 r/min。

基于ANSYS-FLUENT的云南某锡矿尾砂料浆管道输送设计研究

以云南某锡矿井下充填管道为对象,经流变实验获得了该矿山全尾砂流变参数,并采用布金汉方程对尾砂料浆阻力损失进行了初步计算,最后运用ANSYS-FLUENT软件进行了模拟计算,并对模拟结果进行了深入分析。结果表明,较优方案为C1,即水泥量为300 kg/m^(3),质量浓度为72%的尾砂料浆能够在管道内安全输送2600余米,充填流量可达110 m^(3)/h,满足了矿山井下充填制备站至各采场空区的充填需求,确保了充填系统的安全、可靠和高效运行。进一步研究分析发现,在管道内输送的尾砂料浆速度和压力存在边界层效应;管输阻力损失随尾砂料浆的屈服应力及黏度的增加而增加,并得出了阻力损失与屈服应力及黏度之间的关系表达式。本文针对充填采矿法中矿山尾砂料浆合理、安全地管道输送,制定了简便高效的计算、模拟和分析方法,为充填采矿法的实际应用提供了有益指导。

基于ANSYS的真空热处理炉的温度场分析

利用ANSYS Workbench软件分析了管式真空热处理炉炉膛内部温度场分布,通过模拟隔热层放置位置/厚度、工件盒厚度/材质、筛网厚度/材质对炉膛内部均温区范围及其平均温度的影响,获得了不同热处理炉隔热层、工件盒与筛网的设计参数;通过优选设计参数,可使均温区长度从240 mm提升至320 mm,提升了33.33%,平均温度从958.25℃提升至962.94℃。最后采用优化后的热处理炉结构参数对负载Nd2Fe14B试样的温度场进行了仿真。结果表明,Nd2Fe14B永磁体的均温区范围及平均温度得到了明显提升,磁体平均温度从959.07℃提高到963.06℃,且磁体的温度起伏明显趋于平稳,从±1.06℃优化至±0.21℃。

Simulation of Cobalt-Rich Crust’s Crushing Process Based on ANSYS

It is a great concern in international oceanology to mine cobalt-rich crust. At present, spiral mining head is regarded as the best crushing scheme. Based on the dynamic model of spiral mining head, the of cobalt crust’s crushing process was simulated with the ANSYS software. The material model of Johnson and Cook Plasticity, maximal princi- pal stress failure criterion, and eroding contact arithmetic were selected. At the same time, the influence of cutting depth, feed speed, rotational speed of mining head on torque and force subjected by mining head was taken into account. At last a computer simulation model of crushing process of cobalt crust was established. By analyzing simulation results, the relationships among these controllable process parameters, torque and force can be obtained, which will provide a technical reference for practical mining system.

FEM simulation of formation of metamorphic core complex with ANSYS software

This study utilizes ANSYS to establish FEM's model of metamorphic core complex,and used thermal-structure analysis to simulate metamorphic core complex's temperature field and stress field.The metamorphic core complex formation mechanism is discussed.The simulation results show that the temperature field change appearing as the earth surface's temperature is the lowest,and the temperature of metamorphic core complex's nucleus is the highest.The temperature field is higher along with depth increase,and the stress field change appearing as the biggest stress occurs in the nucleus.The next stress field occurs at the top of the cover.

基于Ansys Workbench的火箭支架结构拓扑优化设计

为降低火箭消极质量,以发动机支架为研究对象进行轻量化设计,基于Ansys Workbench软件,采用实体变密度方法,以结构柔度最小化和固有频率最优化为目标,对支架模型进行拓扑优化。经多个方案的迭代,最终以重构模型质量减轻35%达到轻量化设计目标,为火箭部组件结构设计提供参考。

基于ANSYS的物理气相沉积真空装置力学分析

PVD用真空装置是实现真空镀膜试验的重要设备,必须保证真空装置在实际工况和载荷的作用下十分安全可靠,不发生破损事故。文中采用ANSYS软件对真空装置建模、划分网格、确定边界,并施加实际载荷、地震载荷,计算在设计工况、正常工况、异常工况及事故工况下的应力值。采用计算值对原有的设计进行了修正,将壁厚从原始设计14 mm改为10 mm,节省了9%的不锈钢材料。修改后的设计方案仍可满足RCC-M规范要求。

基于ANSYS Workbench的某航空电子设备结构设计

随着航空技术的不断发展,航空电子设备的复杂程度越来越高,对电子设备结构设计的要求也越来越高。合理的结构设计直接影响着现代航空电子设备的性能发挥,保证其能在各种环境条件下发挥最佳性能。ANSYS Workbench软件为电子设备结构设计提供了丰富的仿真工具,能够高效、快捷地对电子设备结构进行力学分析和热设计仿真,验证结构设计的合理性,为电子设备结构优化设计提供指导。

基于ANSYS软件的国外某四边形管片有限元计算

近年来,TBM被广泛用于长距离输水隧洞施工。平行四边形管片具有体形简单、止水安装易满足密封要求、受力均匀、方便施工等优点。国外某长引水隧洞工程隧洞内径6.8 m,采用四边形管片,管片厚0.25 m,环宽1.6 m。为了分析管片受力情况,采用ANSYS软件建立三维有限元模型,采用欧洲规范,分析管片在各种工况下的应力应变特征,判断是否满足规范要求,为后续衬砌结构配筋及项目安全施工提供依据。

Numerical Simulation of Powder Injection Molding Filling Process Based on ANSYS

A mathematical model of two-dimensional flows of PIM derived from the momentum, continuity equations and theheat transfer equation is obtained. The formula of calculating the flow conductance and the pressure equation arededuced when the no slip boundary condition is employed at the wall, and the pressure equation is a non-linearelliptic partial differential equation. The flow front locations, distribution of velocities, temperature and pressure aresimulated by the finite element analysis software ANSYS. Simulation results indicate that it is in the final filled partthat defects appear easily. The region in which the defects may occur during the PIM process can be predicted.

ANSYS软件在飞行原理教学中的应用研究

ANSYS软件是目前应用最为广泛的有限元计算程序之一。在飞行原理教学中引入ANSYS软件,既可以扩展学生的知识面,又可以利用该软件Fluent插件强大的流体分析功能、形象而直观的图形显示特点,增进学生对基本概念、原理及空气动力学现象的理解,加深对飞机不同翼型条件下流场及气动力分布规律的认识。以二维多段翼流场、机翼绕流流场、机翼增升等课程为例,阐述ANSYS软件在飞行原理教学中的优势。