基于有限元的车门模态分析与优化研究

利用Patran软件和Nastran软件对车门进行了有限元建模和模态分析,得到了车门的固有频率和振型。车门的计算结果和试验结果对比分析表明,所建立的有限元模型较好的反映了原结构的振动特性;车门与整车存在相近频率。通过优化车门上部分零件的厚度可避开相近频率,为今后新车门开发打下了技术基础。

基于接触理论的空间光学遥感器的动力学求解

遥感器结构中通过螺钉或销钉的非线性连接环节的存在使得准确求解动态刚度的困难加大 .在介绍的经典接触理论的基础上 ,根据结构形式、材料和施加的预紧力通过计算机模拟分析出连接部分接触面间的实际接触状态 .在建立动力学有限元分析模型时 ,通过接触单元和螺钉单元模拟接触区域的刚度特性 ,获得系统的固有频率和振型 .有限元分析结果与正弦招聘描试验时的结果基本一致 (误差约为 4 % ) ,表明这种方法能够较好地模拟出结构的动态刚度 .相关分析还表明 ,只有通过分析接触等非线性环节 ,才能模拟出结构的真实动态刚度 .

汽车排气系统振动模态分析及悬挂点优化

为减小汽车排气系统吊耳悬挂点位置对整车NVH性能的影响,采用HYPERMESH和MSC.NASTRAN软件对某汽车排气系统的振动进行了有限元建模和模态分析,并利用平均驱动自由度位移(ADDOFD)法对排气系统吊耳悬挂点位置进行了优化。研究结果表明:在汽车开发前期,采用ADDOFD法进行排气系统吊耳悬挂点位置的优化布置是有效的。所做仿真研究对于缩短整车开发周期,节约成本有重要意义。

高速磨床主轴模态测试与分析研究

在MSC.Patran&Nastran软件平台上建立了CNC8312A高速凸轮轴磨床主轴在支承约束状态下的有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化并得到了主轴的最优结构模型,应用LMS振动及动态信号采集分析系统对优化前后的主轴进行了模态测试与分析.实验表明,测试得到的主轴动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的主轴动态特性是一致的,优化后的主轴1阶固有频率明显提高,利用有限元软件进行高速磨床主轴结构优化是可行的.

基于ANSYS的电气柜体强度与模态分析

采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某机车电气柜体及其过渡梁的有限元模型,根据有限元法对其进行了静强度分析,得到了整体结构的变形及应力分布。然后采用B lock Lanczos法对该电气柜体及其过渡梁进行了模态分析,得到了其低阶固有频率及其相应的振型和振型动画,找出了结构振动薄弱部位,并对其进行了优化。这为结构优化设计以及深入的动力学分析和疲劳分析提供了依据。

基于虚拟样机立式电机有限元结构分析与优化

大型立式电机是重要的生产动力设备和辅机设备。对于此类设备的结构设计,必须考虑运行时的实际工况载荷,进行详细的结构力学分析,使结构设计安全可靠。文中首先基于三维CAD(computer aided design)技术和虚拟样机技术,建立某大型立式电机的实体模型和虚拟样机模型,然后借用大型有限元分析程序NASTRAN,对该设备的运动学、动力学性能进行数值模拟分析。进行电机模态试验,试验结果验证虚拟样机模型和数值模拟的有效性。结果表明,系统不会发生共振,强度、刚度满足设计要求。最后,在力学分析的基础上对结构进行优化,为该设备的开发和改进提供参考。

不同有限元分析网格的转化

提出一种网格转化思路。即在进行不同类型有限元分析时,转化网格,使网格成为将要进行分析的最优网格。并讨论模态分析之前,由适合静力分析的网格转化为模态分析的最优网格的过程。

某重型矿用自卸车驾驶室的模态分析和结构优化

为改善驾驶室的振动情况,提高舒适性,结合某重型矿用自卸车建立了驾驶室的有限元模型,利用ANSYS软件对其进行了模态分析,获取前10阶固有频率和振型;分析了各部件厚度特征对1阶弹性模态和质量的灵敏度情况,根据结果确定变量并对模型机型优化。结果表明:驾驶室在质量没有增加的前提下,1阶弹性模态由35.3 Hz变到45.2 Hz,有效地改善了驾驶室的动态特性。

圆锥过渡段阶梯形复合变幅杆的模态分析及优化设计

基于传统变幅杆的设计理论,对圆锥过渡段阶梯形变幅杆进行理论研究;利用有限元软件ANSYS建立复合变幅杆的有限元模型,并对其振动特性进行分析,计算得到复合变幅杆的振动频率、节点长度和放大系数等性能参数,与理论计算值比较表明,有限元法可获得很高的计算精度。利用ANSYS的优化设计功能,得到了变幅杆的最优化设计尺寸。

复摆颚式破碎机动颚有限元优化设计

利用有限元软件ANSYS建立了某型号颚式破碎机动颚的参数化模型,将有关结构参数变量指定为优化设计变量,以结构在已知工况下的应力为状态变量,在此基础上采用有限元数值方法,对动颚进行优化设计以减少其重量;同时对优化前后的模型进行了模态分析,以检验优化对结构动特性的影响,从而为实际生产设计部门进行优化结构、节省材料用量提供理论依据。

基于响应面法的机床床身动静态多目标优化

为了提高数控机床的加工精度,床身必须具有较高的抗振动性,同时质量应尽可能的轻。文章基于SolidWorks建立TK6920型数控落地镗铣床床身三维模型,将模型导入ANSYS,对床身进行动态有限元研究,得到了床身前四阶模态固有频率和振型。在分析了模态结果后,提出以床身的质量和前四阶加权固有频率作目标函数、床身筋板厚度作设计变量建立数学模型,以确定床身结构多目标优化的最优解。从而使床身质量下降6.14%,前四阶固有频率分别提高8.54%、7.01%、6.99%、8.92%。为TK6920型数控落地镗铣床床身设计与制造提供一种理论指导。

基于模态应变能及灵敏度分析白车身模态优化

白车身优化过程中,由于板件较多,直接使用模态灵敏度分析的分析对象多且计算量大。本文引入模态应变能分析方法,从而减少模态灵敏度分析对象,提高优化效率。基于模态试验验证的有限元模型,选取模态应变能分析的一阶模态振型下的薄弱位置,缩小模态灵敏度分析的板件范围,再根据灵敏度分析结果对板件厚度进行调整,提高白车身一阶模态频率。最终结果表明,优化后一阶模态频率由15.75Hz提高到了16.50 Hz,同时白车身质量未增加,实现了白车身模态性能提升的同时车身不增重。

直齿圆柱齿轮有限元模态模型修正

在对直齿圆柱齿轮结构动力学特性进行准确可靠的分析时,有限元模态模型的准确性至关重要。将初始有限元模型计算的固有频率和试验模态测量的固有频率进行对比,以ANSYS优化设计模块为基础,将有限元模态模型修正问题转化为求解直齿轮固有频率计算值与试验值的相对误差绝对值和的最小值问题。计算结果表明,有限元模态模型修正后前6阶固有频率最大相对误差由2.99%降为1.24%,显著提高了直齿轮有限元模态模型的精度且为有限元模态模型提供了相应的阻尼特性,保证了进一步的动力学特性预测分析的准确性。

大迎角机动进气道试验装置有限元分析与优化

为给战斗机进气道的优化设计和性能评估提供试验平台,需要研制一套具有良好静、动态性能的大迎角机动进气道试验装置。介绍了该装置的结构、原理,并以该装置的有限元模型为研究对象,简述了有限元建模中的几何清理、网格划分等过程,对装置的强度、刚度和动态性能进行了有限元分析;阐述了优化设计的理论与方法,用尺寸优化方法对重要部件的厚度进行了优化。计算结果表明:装置的结构满足强度和刚度的要求,动态性能良好;通过尺寸优化,部件转动惯量得到明显减小。

基于灵敏度分析的轿车副车架轻量化研究

为适应节能环保要求,减轻副车架重量,建立了副车架的有限元模型和多体动力学模型,利用ADAMS/Car求得副车架在制动、垂向冲击和转弯3种工况下各关键点处的载荷并对其进行强度分析,通过计算模态频率与试验值进行比较,验证有限元模型的合理性。基于灵敏度分析的方法,选择可用于轻量化的零件,以副车架质量最小为目标函数,在约束副车架强度和低阶模态频率不降低的条件下,优化副车架零件厚度。优化结果表明:副车架强度基本保持不变,各阶模态频率均有所提高,同时总质量减轻6.79%。

基于有限元分析的椭圆振动切削换能器

通过分析纵向振动换能器的传统模型 ,设计出一种在结构不对称情况下 ,单向激励产生椭圆振动的理论等效模型 ,利用有限元分析工具对换能器的等效模型进行动力学和静力学分析 ,对换能器的尺寸进行优化设计 ,使换能器的谐振频率和振动模态达到较为理想的状态 ,在此基础上研制出一套单激励超声椭圆振动车削系统 ,并且利用人造多晶金刚石 (PCD)刀具进行了超声椭圆振动切削试验 ,得到了比较好的加工质量 ,验证了有限元分析的方法对换能器设计在参数优化和振动形式分析方面有实际的指导意义 ,同时也说明椭圆振动切削能够有效的提高加工质量 .

车架刚度及模态的有限元分析与优化

建立某概念设计阶段的车架有限元模型 ,利用工程分析软件 ANSYS6.1计算出其前五阶固有频率、振型及弯曲和扭转刚度 ;以总质量为目标 。

电动轿车车门多工况轻量化设计

针对某电动轿车的铝合金车门,建立了有限元模型,对车门进行了模态分析以及4种较恶劣工况下的刚度分析,提出了一种基于拓扑优化、尺寸优化及多工况同步优化的综合优化方法。以车门重量最小化为目标,建立了优化模型,并对车门结构进行了轻量化设计。结果表明:该方法能准确寻找车门结构性能的薄弱区域,优化后4种工况下车门刚度提高67%~73%,重量仅增加5%。

中心传动齿轮箱体有限元分析及结构优化设计

齿轮箱的静动态特性直接影响其结构强度及传动性能。采用有限元法建立了中心传动齿轮箱有限元静动力学模型 ,用 I-DEAS软件对箱体结构进行分析 ,对箱体壁厚进行优化设计 。

某消声器声辐射仿真分析与形貌优化

先通过模态分析与传递函数研究了某款消声器的动态性能,其次采用结构有限元与声学边界元耦合分析计算了消声器辐射噪声并与排气噪声进行比较,说明了辐射噪声对消声器声学性能的明显影响。在降低原消声器厚度情况下对消声器进行形貌优化,得到消声器辐射噪声更小的优化结果。