基于HyperMesh的某航天产品结构螺栓连接处理方法研究

目的为具有多螺栓连接复杂结构、处于在研阶段的某航天产品提供螺栓连接处理方法。方法利用Hyper Mesh软件,选择4种螺栓连接处理方法,建立组件有限元模型,进行模态分析,比对其固有频率与振型;对具有螺栓连接的简单结构,采用同样计算方法,比对计算和试验验证结果。结果 4种螺栓连接处理方法得到的低阶振型一致,但固有频率有所区别。结论实体螺栓处理方法适合于该产品改进设计需求,该方法可为类似结构的建模及分析提供参考。

基于有限单元法的连续挤压机主轴系统结构强度分析

连续挤压设备主轴系统各零件的接触计算是目前尚未解决的难题,导致各零件准确的强度分析难以实现。分别通过Pro/E和Hyper-Mesh建立了主轴系统的实体模型和有限元模型,最后通过ANSYS成功地模拟了主轴系统的工作过程,得到了主轴系统中各接触对的接触性能和零件的应力分布。通过对主轴系统进行接触分析求出预紧力下接触区域内的接触压力和接触摩擦力的分布规律,并研究得出接触压力与接触摩擦力之间的数值关系,为合理施加预紧力提供了参考。在此基础上,计算分析了主轴系统中轴套、主轴芯轴和挤压轮的应力,为主轴系统结构强度优化设计提供了基础。

档杆故障下高压断路器弹簧操动机构应力分布研究

将HyperMesh与LS-Dyna相结合对档杆故障下的高压断路器弹簧操动机构进行应力分析。首先根据高压断路器弹簧操动机构的零件尺寸建立其三维模型,然后通过有限元软件HyperMesh对三维模型进行网格划分,最后利用LS-Dyna对断路器弹簧操动机构档杆故障进行了应力计算,通过仿真,得到了弹簧操动机构档杆故障下各关键零部件的应力分布及最大应力点位置。分析结果可知,在档杆故障下,整个机构的应力状况普遍降低,并且动触头行程明显无法满足断路器设计要求。分析结果对断路器弹簧操动机构零件失效分析及可靠性设计提供了有益参考。

超高速弹丸膛口流场结构分析

为了计算和分析超高速弹丸膛口流场的分布状况,建立了超高速弹丸从膛底飞离出炮口整个过程的膛口流场二维轴对称数值仿真模型.基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动处理方法,结合结构动网格技术及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道及后效期过程,利用六自由度运动方程控制弹丸运动,以300 mm平衡炮为例,研究了1 730 m/s发射速度下的超高速膛口流场特性.计算结果表明:超高速运动的弹丸在距膛口3.3 m远处便形成了清晰的初始流场,弹前激波到达炮口处压力达到了3.8 MPa左右.喷射出的火药燃气速度达到2 500 m/s,但火药燃气仍未能追赶并包围弹丸,因此膛口流场对超高速弹丸运动的影响不同于对中低速弹丸运动的影响;膛口形成了由冠状冲击波、弹底激波、反射激波、马赫盘构成的多层次激波、间断面相互叠加的完整波系,该发射条件下的膛口流场异常强烈,波系结构更加明显.

膛口初始流场对火药燃气射流的影响

身管武器发射弹丸时,初始流场对随后火药燃气射流的发展及弹丸的运动有较大的影响。为了分析初始流场对燃气射流结构以及弹丸运动的影响,基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动方法及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道过程及六自由度方程,建立了含有初始流场和不含初始流场的两种二维轴对称膛口流场数值模拟模型。以300 mm平衡炮为例,研究了1730 m·s^(-1)发射速度下的膛口流场特性。结果表明,无初始流场时,火药燃气波阵面近似为球形,火药燃气无法追赶上弹丸。而在初始流场的干扰下,膛口喷射出的燃气速度提高约200 m·s^(-1),燃气追赶并包围弹丸,流场中最大压力降低一倍,温度提高1000 K以上,弹底压力降低约1.3 MPa。

预紧力对接触网套管双耳强度的影响分析

本文以失效频率很高的接触网零部件套管双耳作为研究对象,简化其力学模型,考虑预紧力、风载、履冰三种载荷因素对套管双耳最大的应力影响。根据实际情况,分12种工况对接触网套管双耳进行数值模拟。研究结果表明,预紧力对套管双耳强度影响较为显著,在实际安装中以2500N为宜。为接触网套管双耳的静强度可靠性研究和设计提供了参考。

基于Hyper Mesh的商用车驱动桥壳有限元分析

驱动桥壳是汽车的重要部件之一,应具有足够的强度和刚度。先利用UG建立桥壳的几何模型,然后在Hyper Mesh中进行网格划分、加载和约束,对驱动桥壳进行有限元分析计算,最后提出改进方案。

优化设计中的拟网格原理(Ⅱ)

建立了拟直接网格优化法 ,导出了评估该法计算量的公式 ,从而为避免当维数n较大时网格法所存在的组合爆炸问题提供了一个可行途径 .实例计算证明 ,拟直接网格法特别适用于复杂结构的优化设计计算 ,并能在大幅度减少计算量的同时找到近似的全局最优方案 .

二维位势自适应边界元中的一种误差估计方法

在前期线弹性研究工作的基础上,针对二维位势问题,提出一种新的误差指示来探测位势边界元分析的误差分布。这种误差估计是超奇位势导数边界积分方程的一种残余的度量。数值算例表明本文提出的误差指示成功地跟踪描述了真实误差,进而有效地引导了一个h型网格优化过程。

优化设计在斗式提升机机械结构中的应用

对头轮转轴的受力进行分析,确定其受力情况,通过三维软件Pro/E建立其模型,导入Hyper Mesh中划分出转轴的网格,完成载荷和约束的施加,导入到ANSYS进行求解,理论验证刚度符合要求。同时考虑增加提升机主轴的长度的可行性,为以后在实际生产中提供理论依据。

不同运动步态下锁定加压钢板固定胫骨干骨折的有限元分析

背景:目前有限元分析广泛应用于人体骨折内固定模型的力学分析,但大多研究局限于静态下,动态下的骨折模型有限元分析尚未见报道。目的:通过三维有限元分析来探讨锁定加压钢板固定胫骨干不同类型骨折在不同运动步态下的应力分布情况。方法:利用CT扫描获得正常成人胫腓骨及足部的薄层扫描图像;运用相关软件建立其三维模型,在此模型上模拟出胫骨中段横行、斜行、粉碎性、螺旋形4种类型骨折,并与锁定钢板进行装配生成实验模型,各组模型加载相同的轴向压缩载荷600N。通过有限元分析软件Ansys12.0分别测定各组模型在落地相、中立相、离地相三种步态下的应力分布情况。结果与结论:在步态下,胫骨在骨折各组中的应力分布由小到大均为:落地相<中立相<离地相。锁定钢板在胫骨中段横行、斜行、粉碎性骨折中的应力分布由小到大均为:中立相<落地相<离地相;在胫骨中段螺旋形骨折中应力分布由小到大为:离地相<中立相<落地相;提示在运动步态中,钢板和胫骨均在离地相受力最大。钢板的应力集中在中间或边缘;而胫骨的应力分布在骨折线以上靠近近端,骨折线以下靠近骨折线。就胫骨整体而言,呈现两端集中,中间分散的状态。

基于Hyper Mesh二次开发的对接接头焊接网格过渡方法

为了保证焊接有限元模拟中的精度和效率,通常采用过渡性网格实现对焊缝区、热影响区及母材区的非均匀网格划分,导致网格划分时间长、效率低。依据网格过渡模版,利用TCL/TK语言对Hyper Mesh软件进行二次开发,编制对接接头过渡算法,并实现可视化的界面操作。实例表明,通过二次开发的方法进行网格划分,可减少前处理工作量,提高网格划分效率。

重型载货汽车车架拓扑优化设计

对车架的拓扑优化设计做了研究,在原有重型载货汽车车架模型的基础上,设定拓扑优化区域和优化参数,通过变密度法将连续体离散成[0,1]分布的模型,对于密度较小的区域采取去除材料的办法形成空洞,留下来的材料为横梁的分布位置,为后续的车架设计提供一个思路。

基于RADIOSS模态分析的电路板抗振设计的研究

通过对电路板结构的简化,建立了有限元仿真分析模型。借助于RADIOSS/Hyper Mesh模态分析平台,分析了电路板的厚度、固定方式、元器件布局和加强筋对电路板固有频率的影响,并得出相应的结论,从而为电路板抗振可靠性设计提供理论依据。

某型机箱冷板紧固件失效分析

针对某机载机箱冷板紧固件的断裂问题,在Hyper Mesh中建立有限元模型,利用Ansys进行动力学仿真分析,将试验中测取的加速度功率谱密度曲线与对应计算值进行比较,验证有限元模型的合理性。通过计算得到每个螺钉分配的载荷,根据所用螺钉的等级进行剪切强度校核,确定螺钉断裂是由于螺钉剪切强度不足引起的。根据计算结果提出了更改措施,并通过了试验的考核。

基于HyperMesh的某型汽车排气系统模态分析

针对某型汽车排气系统,提出采用计算机辅助技术的方法,运用UG建立排气系统的模型,通过Hypermesh进行三维模型的前处理划分网格、约束挂钩及建立汽车发动机热端坐标系等,最后通过Opti Struct优化求解器,分别求解其在0~200 Hz怠速工况下,自由状态和约束状态的模态,根据对比结果,为以后此型汽车排气系统的进一步优化建立基础。

基于HyperMesh分析的汽车后导向臂总成优化设计

文章是在某车型研发过程中,其后悬挂系统中后导向臂需在原有车型平台上进行借用优化,以降低研发费用及缩短开发周期。在开发过程中发现,其后导向臂拉杆支架强度不能满足现车型设计要求,需对其性能及可靠性进行Hyper Mesh分析强度模态校核与提升。文章是在现车型载荷下对后导向臂拉杆支架强度及模态进行校核并优化设计。

某型号摩托车车架有限元分析

为得到某型号摩托车车架的受力情况,将车架CAD模型导入Hyper Mesh中建立车架有限元模型,分析车架在满载情况下的应力应变情况,同时分析对车架进行模态分析,得到车架的模态频率和模态振型,为后续车架的设计优化提供了参考依据。

基于HyperMesh二次开发的短梁优化设计

针对典型短梁构件进行结构优化分析,得到满足约束条件的最轻结构。短梁是从飞机轮舱壁板结构中提取的典型元件,受到较大的集中载荷,需要在不减弱力学性能的条件下尽量减轻重量。本文对短梁进行了尺寸优化和形状优化。针对筋条数目的优化,基于Hyper Mesh软件,使用Tcl语言进行二次开发,实现了建模流程的自动化,极大地减少了重复性的劳动。得到了满足静强度约束和稳定性约束的最轻结构。

CAB不同折叠方式及展开状态研究

文章以某主机厂项目的 CAB气囊为实例,考虑四种最典型的气囊折叠方式。建模采用Hyper mesh与LS-Dyna结合进行气囊建模及折叠,用LS-Dyna求解器进行求解,利用均压法(UP)完成气囊充满。介绍了CAB的仿真建模流程,并以其中一个仿真模型进行物理工况对标,研究CAB不同折叠方式及展开状态优缺点,确定对乘员保护有利的最优折叠方案。