ANSYS有限元计算软件在大连新厂浮箱式坞门强度、刚度分析中的应用

利用ANSYS结构静力计算的功能，对大连新船重工有限责任公司70．6m×10m×13．7m浮箱式坞门进行了强度和刚度分析。并对计算结果进行了分析，得出一些指导性的结论。

基于混合有限元法的油浸式变压器稳态流-热耦合场并行计算方法

针对油浸式变压器2维流-热耦合仿真计算效率低的问题,提出了基于混合有限元法的并行计算方法。首先,在Visual Studio 2019中采用C++语言实现无量纲最小二乘有限元法以及迎风有限元法的串行计算方法。然后,基于图形处理器(graphic processing unit,GPU)实现流体场的并行计算,针对单分区分匝模型对比分析了不同GPU卡在不同网格条件下的并行计算效率,分析结果表明数据规模越大,GPU卡流处理器越多并行效果越好。其次,基于Intel MKL(Intel math kernel library)函数库结合共享存储并行编程(open multi-processing,OpenMP)实现了2维温度场的并行计算,并对比分析了不同网格数量对并行效率的影响。最后,在此基础上提出了根据不同仿真条件的混合并行计算方法,并应用到大型油浸式变压器绕组模型的2维温升热点分析中。结果表明,相较于串行程序,混合有限元并行计算方法的加速比达到了69.5,实验测试结果进一步验证了并行计算结果的准确性,研究成果为大型油浸式变压器流-热耦合问题的快速计算奠定了基础。

基于改进声学有限元法的主变压器室噪声场计算

传统声学有限元法(finite element method,FEM)难以准确表征温升效应引起的主变室大空间空气介质参数变化,导致温度场-声场耦合作用下变电站主变压器室噪声场计算误差过大。在声学FEM算法基础上,引入计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD),提取大空间主变室的复杂空间介质参量,并对波动积分方程进行改进,提出一种基于改进声学FEM的主变室内噪声场求解算法。首先,建立温度场影响下的主变室流变模型,采用CFD表征主变室大空间温度场离散空间介质参量;然后,基于流-声网格映射理论,将温度场离散空间介质参量与声音网格进行映射,建立修正大空间空气介质参数后的声学FEM积分方程;最后,基于常规Gauss数值积分法和引入Kirchhoff-Helmholtz方程,对修正声学FEM积分方程进行联合求解。该算法在西安110 kV昌明变电站1号主变室噪声场的求解分析中得到了成功应用,与实测值误差为2.168%。

机械加工中有限元技术的计算精度优化研究

有限元模型技术被广泛应用于机械加工领域,其也是实现数字控制与现代加工的核心理论技术,得到了各领域研究者的广泛关注与深入探讨。基于有限元模型的计算仿真模拟技术能够大幅提升机械加工制造的精度,大量的机械加工零件实验也为有限元模型提供详细的数据参考。文中通过总结有限元分析技术的研究历史,分析归纳了当前有限元分析技术中精度优化的核心策略及其不足之处,展望了在机械加工过程中有限元分析技术的未来发展方向。

昆都仑泄洪冲沙洞结构静动力三维有限元配筋计算

昆都仑水库是一座以防洪、供水为主的综合利用的中型水库。为改善水库泄洪条件,新建泄洪冲沙洞并布置于库区右岸山体内。首先,构建了泄洪冲沙洞三维有限元模型,模拟了各结构的精细构造部位;然后,采用三维线性有限单元法对泄洪冲沙洞开展静动力工况下变形、应力分析计算,基于有限元内力法进行内力计算并提出相应配筋方案;最后,进行结构限裂复核验算。选取的配筋计算方案实用可靠,为工程设计提供指导、验证复核作用并成功付诸实施。

基于ANSYS Workbench的法兰螺栓有限元分析

法兰螺栓连接结构是设备中必不可少的部件之一,对整个设备的正常运行起着十分重要的作用。现以某燃烧炉的法兰螺栓连接结构进行有限元分析,通过三维绘图软件进行模型的建立,导入有限元分析软件ANSYS Workbench中,并对法兰螺栓赋予相应的材料属性以及载荷约束。通过求解得到Von-Mises应力图。同时针对法兰中的垫片也进行了分析,对法兰整体的密封性能进行了研究。该结果对在ANSYS Workbench中模拟法兰和螺栓连接方面的问题提供了参考。

面向SW26010间断有限元算法的多级并行计算

间断有限元算法(Discontinuous Galerkin Finite Element Method,DGM)是一种高精度的数值求解算法,针对电磁工程应用中DGM并行计算效率低、计算量较大的问题,提出了基于SW26010平台的并行DGM算法。通过区域分解、数据结构重构、热点函数从核并行计算、计算与通信重叠及从核缓冲优化技术完成了DGM算法的并行优化。实现结果表明,与基于MPI进程级的DGM并行算法相比,可以获得46.8的平均加速比。

基于ANSYS的管卡有限元分析设计

为了评估深海管卡在复杂海洋环境中的应力分布、变形情况以及疲劳寿命,建立了有限元模型,并施加边界条件和载荷。本文针对径向密封,研究了管卡密封压力及密封螺栓施加的预紧力匹配情况,计算得出管卡作业后对管道引起的残余变形,针对轴向密封校核了密封条及其安装沟槽尺寸,以及在半瓦贴合后密封条所能达到的密封压力。此外,根据设计任务还对管卡安装框架吊点进行了有限元分析。这些数据为深海管卡的设计和优化提供了重要参考,有助于确保其在复杂海洋环境中的安全性。

基于Ansys的移动式秸秆颗粒机车架稳定性的有限元分析

目的:以移动式秸秆颗粒机车架为研究对象开展降低车架变形和共振的验证研究。方法:以移动式秸秆颗粒机车架作为静力学、模态分析对象,基于Ansys的有限元分析,验证车架的应力变形和稳定性。结果:基于车架的应力云图以及变形云图车架最大应力及共振动变形的变形量,验证了移动式秸秆颗粒机车架能有效保证其稳定性,满足使用要求。结论:通过模态分析,证实原设计数据的合理性,本方法为分析设备机构的变形及共振等共性问题提供了理论参考和优化的基础。

新工科视域下“工程有限元与数值计算”双语课程体系探索与实践

在新工科视域下,培养具有国际化视野的创新交叉型工科人才成为课程的重要目标。面向新工科人才的培养需求,“工程有限元与数值计算”课程的双语建设势在必行。西安交通大学持续开展课程双语建设,在分析教学难点的基础上,通过课程目标修订、教学内容改进及考核体系的完善,充分结合翻转课堂、教研融合型实验、前沿牵引的PBL项目式教学改革,提升了双语教学效果。提出的双语课程体系可作为工科专业课程双语改革的参考。

基于ANSYS的某车架有限元分析和轻量化设计

车架作为汽车的主要承载部件,其在移动时所受的载荷十分复杂,其强度刚度及稳定性的变化直接影响着整个行车的安全性和舒适性。车架设计的重点之一,就是在保证车架的力学强度,刚度和动力学稳定性的基础上,尽可能地把重量降到最轻,设计得更合理,并且尽可能地减少车架的过渡部分残余应力集中。本论文ansys分析为核心,在对江淮货车车架进行建模,对其进行满载弯曲,紧急制动,紧急转向等常见工作情况的应力及变形进行有限元分析,实现对整个车架进行轻量化和参数化设计。

小井眼套管整圆工具有限元力学计算

玛湖地区是重要的非常规油气聚集区块。在开发过程中发现,压力窜逸引起套管变形损坏,常规套管修复工具无法满足修复要求。因此,设计小井眼套管整圆工具。为评价小井眼套管整圆工具的修复效果,建立套管整圆评价函数,并采用有限元方法建立∅127 mm套管变形模型,模拟玛湖地区因压力窜逸引起的套管变形过程,在此基础上建立膨胀锥-变形套管力学模型,模拟小井眼套管整圆工具对变形套管的无损修复过程。在模拟中,变形套管管内面积从8354.54 mm^(2)修复至8500.71 mm^(2),管内面积平均增加约146.17 mm^(2),套管平均整圆效率约为53.83%。结果表明,小井眼套管整圆工具具有显著的修复效果。本技术可为井筒完整性长生命周期提供技术借鉴。

基于ANSYS的双向预应力箱板式高桩码头有限元分析

本文介绍了利用ANSYS有限元软件对双向预应力箱板式高桩码头进行有限元分析时的建模方法。分析了箱板式高桩码头在自重作用下和正常使用期的位移和应力状态,以及不同部位的横向有粘结预应力钢筋和纵向无粘结预应力钢筋的变形情况。通过预应力钢筋的变形情况可进一步得出预应力钢筋的应力变化情况,可作为最初预应力张拉时控制张拉应力大小的依据,使预应力钢筋的作用在码头正常运行过程中得到更有效地发挥。

水电站Q345压力钢管爆破模型设计和三维有限元计算分析

为满足压力钢管在各种环境下的应用,需要进行不同的焊接方式和不同的坡口的设计,利用有限元分析出爆破压力,由此来试验各种焊缝性能。本文以实际项目为背景,利用SolidWorks设计建立模型,导入ANSYS进行整体受力分析,最后得到压力钢管的受力情况,分析出压力钢管爆破压力值。

大体积混凝土水化热有限元计算及温控措施探讨

大体积混凝土水化热导致的温度效应直接关系到桥梁结构的安全和正常使用,为避免混凝土在施工过程产生温度裂缝,需要在大体积混凝土施工前进行水化热分析,并在施工过程中采取温度控制措施(以下简称温控措施)。文章以某斜拉桥辅助墩承台大体积混凝土工程为实例,采用有限元方法测算承台中布设的3层冷却管对大体积混凝土水化热的影响,根据计算结果布置承台温度测点,并将实测数据与有限元解法进行对比分析,结果显示两者符合度较好,可采用有限元解法指导实际施工。此外,研究发现将适量粉煤灰中掺入大体积混凝土,可有效降低温升峰值和延缓温升峰值的出现,防止混凝土产生温度裂缝;冷却管的应用有效调节了大体积混凝土的温度场,其降温效果比未布置冷却水管的混凝土降低了1℃~7℃,降温作用显著。该研究可用于指导大体积混凝土的设计和施工,并为类似工程提供参考。

某高层住宅项目铝合金墙模板安全计算及有限元分析

根据我公司施工的天悦国际建设项目2#住宅楼铝合金模板体系,墙模板采用内四外五背楞体系,结合有限元方法对墙模板进行安全计算分析。通过有限元建模分析体系内应力及挠度变形,找出模板体系最不利受力位置,分析最大挠度变形及最大应力,并控制在规范允许范围内,从而保证了铝合金墙模板体系可靠性,为以后铝合金墙模板施工提供参考借鉴作用。

基于ANSYS的牵引座支腿有限元分析

以牵引座支腿为研究对象,通过改变结构减轻质量、减少应力集中,达到提高结构安全系数以及轻量化的目的。首先建立牵引座支腿及安装板的三维模型,利用ANSYS对牵引座支腿静态加载工况进行了有限元分析;其次分别对比相同结构、不同厚度以及相同厚度、不同结构下的各支腿强度,从而确定出最优化结构;最后将该产品与现有成熟产品作对比分析。结果表明,在质量降低了8.2%的前提下,安全系数相比现有成熟产品增加了23%,既提升了产品的强度,又减轻了质量,优化较为合理,同时为今后的牵引座支腿优化设计提供了依据。

装配式后浇竖缝剪力墙结构计算及有限元分析

针对装配式后浇竖缝剪力墙的结构性能表现,文章制备了四组剪力墙试件,对L型和凸型竖缝形式进行了正交试验,探究了不同轴压比(0.2和0.3)下的性能,计算得到墙体与地梁、加载梁连接的强度,通过施加荷载作用,模拟弹性至弹塑性状态的转变,分别对剪力墙的正截面和斜截面的刚度和承载力进行计算分析,采用ANSYS有限元软件,模拟分析了荷载作用下的开裂行为和峰值荷载响应,为装配式后浇竖缝剪力墙的工程实践提供了技术支撑。

基于有限元法对小箱梁桥抗震计算

文章采用了有限元法对呼和浩特地区某处8~20 m桥梁进行了抗震计算,建立了桥梁的有限元模型,然后施加地震荷载,通过软件计算分析桥梁在地震作用下的反应。详细阐述了模型建立的原则、步骤和注意事项,介绍了计算过程中需要用到的公式和规范,以确保计算结果的准确性和可靠性。结果表明,该桥梁在地震作用下的性能满足规范要求。

基于有限元法的桥梁抗船撞性能计算分析

跨越内河通航水域的桥梁不断增多,船舶大型化发展已成为大发展趋势,船舶碰撞桥梁的风险日趋加大,迫切需要按照航道区段标准统一的要求,提出实施范围航道区段设防代表船型、船队,并在此基础上开展桥梁安全风险隐患自查评估。针对桥梁的船撞性能进行研究,包括:墩/柱抗弯强度验算、墩/柱抗剪强度验算、墩/柱弯曲变形性能验算等,在此基础上给出增设固定式钢覆复合材料防撞设施、加装主动预警装置等有效建议,提高桥墩的抗撞性能,对日后防范桥梁安全风险隐患有重要意义。