基于ANSYS/LS-DYNA钻井泵泵阀冲击动态仿真研究

针对钻井泵泵阀使用寿命短且更换次数频繁,严重制约着钻井泵向高压、高冲次及大排量方向发展的现状,构造出泵阀冲击过程的动力学模型,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对不同橡胶圈伸出厚度、阀体锥角及阀座类型泵阀的冲击特性进行了动态仿真分析。研究表明:全开型泵阀最大等效应力值为706.42 MPa,该应力循环作用于阀体上,使其极易产生变形,甚至发生断裂,这和钻井现场泵阀断裂失效现象相符;当伸出厚度取0.5 mm左右时,泵阀具有较良好的冲击性能;当阀体锥角取60°时,阀体最大等效应力值最小;当阀体锥角取55°时,阀座最大等效应力值最小;三筋阀座的泵阀冲击性能最差;四筋阀座的泵阀相对于全开型泵阀能较大地减小阀体的最大等效应力。研究结果对泵阀结构设计具有一定的参考意义。

基于Ansys/LS-DYNA的弧齿锥齿轮动态接触仿真分析

弧齿锥齿轮的啮合是一个极其复杂的非线性过程,为获得更符合实际的接触应力,以一对动车组弧齿锥齿轮为例,在Pro/E中进行三维参数化精确建模,利用Ansys/LS-DYNA对弧齿锥齿轮进行动态接触仿真分析。计算出齿轮副从开始啮合到退出啮合的整个动态啮合过程中的齿面接触应力的分布变化情况,得到轮齿不同部位的有效应力随时间变化的曲线,并对计算结果进行了理论分析。

基于ANSYS/LS-DYNA的谐波齿轮减速器模拟装配与动态仿真

在分析谐波减速器模型特点的基础上,用ANSYS/LS-DYNA显式动力学软件对谐波减速器进行动态仿真。先对简化的波发生器模型端面适当增加拔模宽度,并调整谐波减速器三维模型各部件间的相互位置关系,解决谐波减速器三维模型的初始穿透问题。然后在该软件中模拟谐波减速器的装配。装配完成后,对波发生器施加转速实现谐波减速器的动态仿真。后处理得到波发生器和柔轮齿上点的运动轨迹及柔轮应力变化。该装配方法为对谐波减速器进行动态仿真分析提供一种数字途径。

基于ANSYS/LS-DYNA的果树剪枝动力学仿真分析

为了更好地研究果树剪枝机理,应用Pro/E软件对剪枝剪进行建模,利用接口将建立的模型导入ANSYS进行网络划分。在ANSYS/LS-DYNA环境下,建立了果树剪枝有限元模型,对果树剪枝进行了动力学仿真。通过动力学仿真研究果树剪枝过程中的受力分析表明,当树枝直径为30 mm时,刀片组最大应力为218.67 MPa,发生在定刀片刀刃附近。所得结论为改进果树剪枝剪结构、改善其受力状况和工作性能、延长使用寿命提供了依据。

基于ANSYS/LS-DYNA的果枝修剪过程仿真与试验研究

【目的】深入研究果枝修剪过程特性及切割机理,为优化修剪机具核心剪切部件、提高电动修剪机切割性能提供参考。【方法】以‘石硖’品种龙眼树枝为试验对象,采用ANSYS/LS-DYNA对树枝切割过程进行有限元仿真,搭建树枝切割试验平台进行切割试验,验证仿真模型的准确性,使用高速摄像机观察树枝切割过程,分析动刀片、树枝、定刀在切割过程中的应力分布及切割机理,确定最大等效应力出现的区域。【结果】实际试验与仿真试验的切割过程都可分为5个阶段:挤压阶段、切入剪切阶段、稳定剪切阶段、剪断阶段、树枝振动阶段,实际切割力略大于仿真值,切割10、15和20 mm直径树枝刀具峰值切割力实际值与仿真值最大相对误差为7.8%,平均相对误差为7.0%,试验和仿真切割力曲线趋势大致相同。切割过程中动刀片、树枝和定刀最大等效应力出现在刀刃、树枝和定刀切口附近,动刀片、定刀最大等效应力均小于刀具材料屈服极限,刀具不会发生失效。【结论】该有限元模型与实际情况基本符合,对修剪机具的设计和改进具有一定的参考价值。

基于ANSYS/LS-DYNA的甘蔗切割动力学仿真分析

为了更好地研究甘蔗切割机理,建立甘蔗切割模型,通过动力学仿真研究甘蔗切割过程中受力、振动情况及其与蔗兜切割质量之间的关系,为切割器设计提供依据。同时,选用ANSYS/LS-DYNA建立甘蔗切割模型,并对模型进行了模态分析和甘蔗切割动力学仿真。

燃料元件在热冲击下基于ANSYS的动态响应仿真

燃料元件中裂变引起的热冲击应力是核临界安全研究的重要内容。采用ANSYS有限元程序中的二维plane182、plane183和三维solid187、solid45单元模型对脉冲加热的铀钼合金厚壁球壳进行了仿真,以一维热弹性力学方程的数值解为基准获得了不同模型计算误差。与国外用于核反应堆工程设计和研究的程序相比,采用plane183或solid187模型因能更严格地满足理论边界条件,具有更小的计算误差。这些结果为进一步开展核反应堆瞬态过程研究以及燃料元件设计提供了参考。

基于ANSYS/LS-DYNA的实木家具跌落仿真分析

本研究基于ANSYS/LS-DYNA的结构动力分析模块,建立经简化的实木家具的有限元模型,利用计算机有限元方法实现跌落仿真模拟,分析其结构对跌落的响应,获得应力云图、速度和加速度响应等各种参数,并结合材料性能参数进行了对照分析,节约了实测成本与费用。本研究利用有限元法验证了实木椅子结构设计的合理性,并探索了计算机跌落仿真技术在家具结构强度分析中的应用。

基于ANSYS/LS-DYNA的直齿锥齿轮动力学接触仿真分析

针对直齿锥齿轮疲劳破坏中出现儿率最高的齿面接触疲劳强度问题,在UG中建立齿轮几何模型,利用ANSYS/LS-DYNA对齿轮进行动力学接触仿真分析,计算了齿轮副在啮合过程中齿面接触应力、应变的变化情况及两对轮齿同时接触过程中接触压力的分布情况。

基于ANSYS/LS-DYNA的产品跌落仿真

对各种工业产品进行跌落测试数值仿真是ANSYS/LS-DYNA程序的一个重要的应用领域。作者以个人数字助理的有限元跌落仿真分析为例,讨论了ANSYS/LS-DYNA跌落测试模块(DTM)提供的数值仿真分析方法及实现过程。

新型射孔动态仿真模拟及适用性评价

射孔完井技术的发展与完善对油气田的高效测试和开采具有重要的现实意义和实用价值。但低渗透储层(如低渗煤层)采用常规聚能射孔完井时,存在压实损坏带,导致渗流阻力大、产能降低等问题。为改善低渗透储层的开发效果,提出了自清洁、后效体等新型射孔技术,但其射孔效果、适用性等问题尚不明确。基于LS-DYNA的显示时间积分算法及流固耦合机理,形成地层-水泥环-套管-射孔弹动态射孔有限元模型建立方法,制定了不同射孔技术条件下动态射孔数值模拟方案,建立了不同射孔技术的有限元模型,并开展了不同射孔技术动态射孔仿真模拟研究,基于数值模拟研究结果,对2种射孔技术的适用性进行了分析研究。结果表明:自清洁和后效体射孔较常规射孔孔深有所下降,但孔径较常规射孔扩大15%左右。孔深和孔径与抗压强度、弹性模量、围压成反比,与孔隙率成正比,负压对单一射孔效果的影响较小。针对中孔低渗、低孔低渗油气藏,自清洁、后效体射孔技术孔道容积较常规分别增大9.55%、12.23%左右,射孔效果突出。上述研究结果可为自清洁与后效体射孔技术的设计与应用提供理论支撑,对两种射孔技术的发展及其对低渗储层(如低渗煤层)油气井的增产有着重要的意义。

以ANSYS/LS-DYNA为平台的高速弹头侵彻防弹衣的仿真研究

本文介绍了弹头侵彻防弹衣的基本原理,以有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA为平台对子弹弹头撞击以超高分子量聚乙烯纤维(简称UHMWPEF)为材料的防弹衣的过程进行数值仿真分析,分析在侵彻瞬间100毫秒内弹头和防弹衣的变形与穿透情况,在后处理器LS-PREPOST中得出弹头与防弹衣材料的应变图与相关节点的速度时间曲线和加速度时间曲线,为优化子弹弹头与防弹衣的设计提供必要的参数数据。

基于ANSYS/LS-DYNA的鼓式制动器接触仿真分析

利用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,进行瞬态动力学仿真分析,模拟制动器在制动过程中接触摩擦情况与接触应力的分布以及制动过程中制动鼓的变形和速度的变化情况。

基于ANSYS/LS-DYNA的弹簧式速关阻爆阀冲击仿真

根据弹簧式速关阻爆阀的结构形式,采用Pro/E对其进行三维建模,并导入ANSYS/LS-DYNA软件对阀板冲击阀座的过程进行仿真模拟,分析其冲击特性。同时通过动态力学模型计算对比仿真模拟得到的结果,验证其正确性。最后得出结论:ANSYS/LS-DYNA能够准确地仿真模拟阻爆阀关闭时阀板对阀座的冲击过程,且结果表明,阀板与阀座在受冲击时的等效应力应变仍在弹性范围内,但阀板存在反弹现象,对阀座造成二次冲击,这不仅延长了阀门的关闭时间,而且影响了阀门的使用寿命,设计时应采取措施避免。同时需综合考虑阀板与阀座的选材问题。

基于ANSYS/LS-DYNA的红炮雕顶刀具的设计及仿真

目前环保型红炮生产多为人工手动将其端口翻边封实,难于实现自动化生产,生产效率低。通过设计一种能实现红炮筒自动化雕顶的新型雕顶刀具,并利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对新型雕顶刀具的雕顶效果进行显示动力学仿真分析,论证这种新型雕顶刀具能够在引线切割定位后,对红炮筒实现比较理想的封顶效果。为环保型红炮的自动化生产提供了可行方法,具有重要的借鉴意义。

基于ANSYS/LS-DYNA的新型着陆缓冲气囊仿真分析

采用ANSYS/LS-DYNA对一种新型着陆缓冲气囊进行了仿真分析。采用C-V的气囊控制算法,分别从气囊的材料定义、模型构建和仿真结果分析等方面对整个着陆缓冲过程进行了全面的仿真,通过对结果的分析,验证了该气囊设计的冲击最大加速度为8.6 g,小于所设计通用弹药许用脆值,完全满足设计要求。

基于ANSYS/LS-DYNA的箱体跌落仿真

通过箱体跌落试验,我们可以获得箱体跌落受力与形变方面的数据与结论,用以各个领域的研究。但是由于跌落问题的瞬态性,获取跌落中的数据需要反复用箱体进行跌落,数据捕捉难度大,且试验成本昂贵。随着计算机仿真技术的发展,借助计算机仿真技术,我们能够很好地解决这一问题。本文基于ANSYS/LS-DYNA进行了箱体跌落仿真,阐述了ANSYS软件对箱体跌落的仿真过程,通过对原有箱体建立模型并进行跌落仿真获取了箱体的形变和应力数值。试验表明,借助该软件可以很好地解决跌落仿真问题。

基于ANSYS／LS-DYNA的产品跌落仿真

对各种工业产品进行跌落测试数值仿真是ANSYS／LS-DYNA程序的一个重要的应用领域。本文以个人数字助理（PDA，Personal Digital Assistant）的有限元跌落仿真分析为例，讨论了ANSYS／LS-DYNA跌落测试模块（DTM）提供的数值仿真分析方法及实现过程。

基于ANSYS/LS-DYNA电脑袜机双挑双揿针器的有限元仿真分析

针对国产双挑双揿针电脑袜机设计手段单一,缺乏相应的理论分析基础,着重对双挑双揿针机构进行弹性动力学分析。基于SolidWorks创建了双挑双揿针器的实体模型,将该模型导入到ANSYS/LS-DYNA分析系统,对挑揿针运动过程中挑、揿针头与织针间的接触碰撞进行仿真分析,求解出在挑、揿针过程中织针的运动及受力变化情况,为双挑双揿针机构的优化设计提供了理论分析基础。

基于Ansys/Ls-dyna的树枝锯切模拟仿真

为了深入研究园林修剪过程中树枝的锯切机理,采用Solid Works软件建立树枝锯切的几何实体模型,将几何实体模型转换格式后导入到Ansys/Ls-dyna中建立有限元模型,并对树枝的锯切过程进行动力学仿真。通过动力学仿真,得到进给速度为0.12 m/s、锯切速度为0.5 m/s的工况下,树枝切断过程中的锯切力、正压力变化曲线及相应应力状态,将该曲线与锯切过程中的理论值对比,验证了Ansys/Ls-dyna软件对树枝锯切过程模拟仿真的可行性和准确性。为优化高枝锯的结构参数、改善受力状况和工作性能提供了理论依据。