基于MSC.Patran和Nastran压力机螺杆的模态分析

山东理工大学针对某型400T螺旋压力机进行节能设计改造,提升了压力机的工作效率并完成了节能的预期目标,然而在改造完成以后发现少量改造产品存在振动较大的问题。螺杆作为螺旋压力机的关键部件,其动态性能直接影响到压力机再设计性能效率的提升和工作的稳定。提出从共振理论的角度对产品的振动过大进行评估,利用Solidworks建立某型400T压力机的整机模型,并用MSC.Patran和MSC.nastran对主传动螺杆进行了有限元模态分析。直观地得到了螺杆各阶模态振型和频率,为螺杆的响应分析提供了重要的模态参数,同时也为压力机再设计中螺杆疲劳寿命分析奠定了基础。通过分析得出了压力机振动并非是由于传动螺杆共振原因导致,并且压力机在保证加工工艺的条件下还可以提升打击效率的结论。

同时满足刚度和强度约束的框架拓扑优化

基于ICM(Independent Continuous Mapping,即独立、连续、映射)方法,对单元重量、单元许用应力和单元刚度分别引入不同的过滤函数,把0-1型离散拓扑变量转化为[0,1]区间上的连续变量,建立了拓扑变量连续的优化模型。借助满应力准则将应力约束转化为拓扑变量的动态下限,用单位虚载荷法将位移约束显式化,得到拓扑优化的近似显式模型。为了提高模型的求解效率,根据对偶理论求解原问题的对偶模型,通过在对偶空间迭代求解对偶模型得到原模型的解。引入结构非奇异、结构响应不被违背和结构重量不改变三个准则判断迭代收敛,并根据这三个准则自适应的调整折减系数来搜索最佳阈值,然后根据阈值将连续拓扑变量回归为0-1型离散拓扑变量。利用MSC/Nastran的开放性,借助MSC/Patran提供的PCL(Patran Command Language)开发环境,完成了满足刚度和强度的多变量的框架拓扑优化程序。算例结果表明,用ICM方法解决多变量框架拓扑优化问题是快速、有效的。

芯片电子封装翘曲非线性有限元分析

针对芯片电子封装翘曲主要是由各种部件材料性能与几何尺寸不匹配,以及封装过程中温度分布不均匀性引起的问题,在只考虑材料属性的前提下,将不同的基板材料和环氧模塑封装材料(Epoxy Molding Compound,EMC)进行组合,运用有限元软件MSC Patran/Nastran研究不同组合工况对封装翘曲的影响.研究表明,当封装材料与基板材料的属性相差较大时,会发生大的向上翘曲;当两者材料属性相差较小时,向上的翘曲值较小;但当两者材料属性过于趋近时,会发生向下翘曲的情况.

基于混合模态综合法的耦合分析软件开发

为实现大型复杂航天器结构的有限元动力学分析,运用Patran/MSC Nastran的二次开发语言PCL与DMAP开发基于混合模态综合法的分析软件模块.该软件模块将自编算法无缝嵌入到通用有限元软件中,计算精度和效率较高,可以为不同部门间的协同产品设计提供有效的解决方案.

部件壁厚对摩托车车架动态特性的影响

车架是摩托车的主要部件,其模态特性是摩托车整体振动性能的决定因素之一。用MSC.Patran/Nastran软件对某弯梁车架的模态特性进行有限元分析,并用试验结果验证该有限元模型的正确性,进一步分析各个部件壁厚对车架模态特性的影响,从而为车架模态特性指出优化方向。