基于ANSYS Workbench稳定性分析的大型真空容器优化设计

真空容器是石油、化工等行业中常见的设备之一,与内压容器不同,真空容器往往发生的是稳定性破坏。文中首先采用有限元软件ANSYS Workbench对DN22000 mm的真空容器进行了特征值屈曲分析,结果表明:其外压承载系数为17.427,远大于外压安全系数2.5。进而采用Response Surface Optimization模块对该真空容器进行优化设计,分析了外压承载系数、容器质量随穹顶壁厚和筒体壁厚的变化规律,以及外压承载系数、容器质量、应力随穹顶辐射筋数量的变化规律。最终确定穹顶壁厚取20 mm、筒体壁厚取22 mm、穹顶辐射筋取16个,优化后结构较最初结构质量减小了83140 kg,减小了17.02%,并且稳定性满足ASME规范要求,实现了容器轻量化的设计目标,从而显著降低制造成本。

Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金固溶处理工艺研究

对铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金进行了双级固溶+时效处理,采用SEM、XRD、硬度测试等研究了双级固溶中第二级固溶温度和时间对铸态合金组织与硬度的影响。结果表明:铸态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金组织主要由α-Al固溶体、块状初生Si相、针状共晶Si相以及网状第二相组成。经过双级固溶处理后,合金中块状初生Si相明显钝化,共晶Si相明显细化,网状第二相也显著碎化。490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶处理合金中网状相基本完全碎化,共晶Si相最为细小。随着双级固溶中第二级固溶温度的提高,固溶时间的延长,T6态Al-12.0Si-4.0Cu-0.7Mg-1.5Ni合金的硬度先升高后降低,490℃×2 h+525℃×4 h双级固溶+180℃×6 h时效处理合金的硬度最高,达到88.2 HRB。

基于ANSYS Workbench的O形橡胶密封圈有限元分析

为了研究O形橡胶密封圈(以下简称O形圈)的压缩率与接触压强的关系,首先通过ANSYS Workbench有限元分析软件对装置结构进行必要的模型简化,其次进行关键的边界条件设置及载荷的施加等操作,最后完成非线性静态有限元分析。采用后处理分析技术,得到该装置结构的变形量及von Mises应力分布图。结合实际工况,分析螺栓预紧力、O形圈压缩率及接触压强之间的关系,保证介质(含压气体或液体)密封的接触压强满足工况需求,确保介质密封的有效性和可靠性。

基于ANSYS Workbench的行星轮系高楼逃生器动力学研究

为进一步提高行星轮系高楼逃生器的使用性能,开展了行星轮系高楼逃生器的动力学研究。首先,采用Solidworks三维软件对行星轮系进行建模;其次,采用ANSYS Workbench对模型进行仿真,分析其受力情况;然后,探讨行星轮系高楼逃生器在传动过程中的动力学、动态力矩平衡等问题;最后,根据分析结果对设备进行优化。实验结果表明,优化后设备的受力情况得到明显改善,使用性能得到大幅提升。

基于UG12.0自动编程的复杂槽类零件数控铣削仿真与加工

计算机辅助设计与制造技术是制造业的趋势和方向。对于轮廓形状复杂的零件,手动数控编程技术呈现出适应能力差,一定程度制约我国制造业质量水平的快速发展。以复杂槽类零件特征分析为基础,采用UG12.0 CAD模块开展复杂槽类零件三维建模,应用CAM模块设置刀具、建立坐标系、创建几何体、建立加工工序、设置刀轨参数及切削层参数,开展复杂槽类零件自动编程,使用仿真加工功能验证程序的正确性,后处理导出569型Oi mate MD加工中心能识别的处理器为“FANUC-BJ”的程序。将程序导入数控系统,安装毛坯和刀具,对刀找中心点,将两把刀具的长度补偿输入参数表中,最后进行加工生产。实践表明,对于复杂槽类零件,采用UG12.0进行自动编程、数控铣削仿真和生产加工是可行的。

基于ANSYS Workbench的无袖紧身传感服装设计

为减小人体运动时搭载于紧身服装上的传感模块与人体皮肤间的滑移,采用数值模拟仿真的方法对服装进行了优化设计。首先,利用逆向工程软件Geomagic Studio,建立了人体上半身和无袖紧身服装实体模型;其次,根据紧身服装的款式及各区域皮肤变形范围,对无袖紧身服装进行了裁剪分片设计;最后,以跑步时人体的运动状态为例,利用ANSYS Workbench有限元分析平台,研究了当不同弹性面料组合成服装时传感模块装配点相对皮肤的位置变化。结果显示,当前片和后片选择弹性较好的面料、肩膀和侧边片选择弹性较差的面料时,传感模块与人体皮肤之间的滑移量较小。

基于ANSYS Workbench的激振力作用下香蕉筛疲劳分析

香蕉筛被广泛应用于选矿作业流程,其关键部件的设计影响整机的使用寿命。基于ANSYS Workbench进行静力学分析,并利用Fatigue Tool进行疲劳寿命模拟计算,得到香蕉筛结构件的寿命云图,从而确定香蕉筛结构件的薄弱环节,为优化设计提供了理论依据。

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。

基于Workbench的喷浆机器人机械臂固定座有限元分析与优化

为实现喷浆机器人机械臂固定座高可靠性与轻量化的设计要求,在理论计算的基础上,运用Creo软件对机械臂固定座进行三维建模,并通过Creo与Workbench的通用接口,将模型导入Workbench中对其进行静态特性分析和拓扑优化设计。通过对机械臂固定座优化前、后的静力学特性和重量进行对比分析,结果显示在满足可靠性的前提下,机械臂固定座总重量较优化前减轻了约30%。验证了拓扑优化的可行性,同时为机械臂固定座后续的设计和改进提供了参考。

基于Workbench的高炉送风装置直吹管有限元分析

文中针对高炉送风装置的直吹管进行了静力学分析和模态分析,研究其结构及振动特性。在静力学分析方面,利用有限元方法建立了直吹管的数值模型,并对其进行分析,以了解筒体的整体变形及等效应力情况。模态分析方面,提取了直吹管前20阶模态的固有频率,并对前6阶的振频、振型和振幅进行了详细分析。研究结果显示,直吹管的固有频率随阶数递增,符合无阻尼振动的特征。此外,前6阶模态的振型和振幅得到了全面解析。通过静力学分析和模态分析,深入了解了高炉送风装置直吹管在静力学和振动方面的特性,为进一步的结构设计和优化提供参考。

基于Workbench的单轨吊驱动部轻量化设计

设计一款单轨吊驱动部轻量化装置.运用SolidWorks对闸片进行三维建模,利用Workbench软件进行数值模拟和有限元分析,通过静力学应力应变特性,对闸片采用尺寸优化、形状优化、形貌优化,使用Workbench的拓扑优化求出闸片轻量化最优解.优化结果表明:在保证闸片强度以及刚度的前提下,闸片的质量最大可降低16.04%,节约了驱动部的制造成本,提高了材料利用率,在满足使用条件的前提下,实现了节能轻量化要求.

基于ANSYS Workbench的超高压隔膜压缩机缸盖可靠性分析

缸盖是保证超高压隔膜式压缩机安全稳定运行的核心部件。根据压缩机的工作条件,对超高压隔膜压缩机缸盖进行受力分析,建立有限元模型,并利用有限元分析软件ANSYS Workbench对缸盖进行应力分析,获得了缸盖在最恶劣工况下的受力情况,分析了应力对缸盖结构安全可靠性的影响机制,对其强度进行校核。结果表明:缸盖平均Mises应力174.49 MPa,屈服安全系数高于1.9,缸盖强度满足设计要求。

基于ANSYS Workbench异型臂架模态及谐响应分析

为了分析异形臂架本身的振动特性,在对异形臂架三维模型进行合理简化后,借助有限元分析软件ANSYS Workbench进行异形臂架的模态分析;在得到部件的固有频率及相关振型的基础上,进行异形臂架的谐响应分析,主要分析异形臂架在一定范围激励载荷作用下的响应情况。研究结果表明:除刚体模态外,异形臂架最小固有频率为371.12 Hz,前6阶模态基本为臂架上下摆动、左右摆动和扭转等振型。因此,在实际运行中需要避免异型臂架在371.12~956.75 Hz范围内及附近负载下工作,所研究结果为整机性能预测和优化提供了依据。

基于Ansys Workbench的间冷岛用清洗装置桁架结构优化设计

以间冷塔用清洗装置桁架为研究对象,采用DesignModeler建立桁架模型,对桁架梁结构的启动、静载及吊装情况进行静力分析,对桁架的强度和刚度进行校核,以位移、综合应力及桁架质量为约束条件,对桁架梁截面的型材进行尺寸结构优化,通过相应曲面分析和目标驱动优化分析找到设计优化点,使优化后的桁架既能满足强度的要求,又能减少材料,从而达到降低成本的目的。

基于Ansys Workbench的转轴参数化全流程仿真

随着技术的发展,机械零部件的仿真需求逐渐增加,转轴作为一种常见的机械零部件,其参数化全流程仿真十分必要。该文基于Ansys Workbench平台,建立了转轴静力学的参数化全仿真流程。其中,基于SpaceClaim实现了几何建模的参数化、基于Static Structure实现了仿真分析的参数化、基于ACT完成了界面参数化,并用实例验证了其有效性。这一方法还可拓展到模态、动力学等分析中,具有一定的工程价值和意义。

基于ANSYS Workbench的某航空电子设备结构设计

随着航空技术的不断发展,航空电子设备的复杂程度越来越高,对电子设备结构设计的要求也越来越高。合理的结构设计直接影响着现代航空电子设备的性能发挥,保证其能在各种环境条件下发挥最佳性能。ANSYS Workbench软件为电子设备结构设计提供了丰富的仿真工具,能够高效、快捷地对电子设备结构进行力学分析和热设计仿真,验证结构设计的合理性,为电子设备结构优化设计提供指导。

基于Workbench的液压泵泵体的热力耦合分析

齿轮泵在实际工况中易受到热力耦合作用,从而产生疲劳破坏,影响泵的工作效率和寿命,因此研究泵体的热变形影响规律,分析热疲劳破坏的原因,对优化泵体结构提高使用性能至关重要。基于此情况,以齿轮泵泵体作为研究对象,借助ANSYS Workbench软件,在热力耦合的情况下,对3种不同散热条件下的泵体进行稳态热、结构力学和疲劳寿命分析。通过对比仿真分析结果可知:泵体在额定工况条件下,采用空气自然对流换热散热效果最差,热变形和热应力最大,寿命最短;采用油冷对流散热效果比空冷好,热变形与热应力较小,寿命比空冷长;而与前两种散热相比,采用水进行自然对流换热散热效果最佳,产生的热变形和热应力最小,寿命最长。这为改善齿轮泵的散热环境和结构优化提供一定的借鉴意义。

基于ANSYS Workbench大型填料塔填料支撑分析设计

【目的】明确某蒸氨塔内填料支撑的应力和变形情况。【方法】运用ANSYS Workbench对此填料支撑进行了建模和有限元分析。【结果】通过求解发现,支撑栅板中心区域及支撑梁中心段出现稍微变形,由此可知大型填料塔设置支撑梁的重要性;此外,由扁钢焊接而成的栅板刚度有限。【结论】辅助支撑的宽度不宜过窄,应不低于100 mm;与支撑梁之间的空白区域不宜过长,单侧空白区域弧长应不超过310 mm。

基于ANSYS Workbench超前支架支撑座的优化设计

针对ZT24000/25/45D型特殊超前支架支撑座在现场使用过程中发生变形、开裂问题,通过SolidWorks参数化建模及ANSYS Workbench有限元软件分析,发现其设计缺陷。对支撑座各危险截面进行受力计算,重新设计支撑座尺寸,在ANSYS Workbench优化模块中调用响应面优化设计其最优尺寸方案,并验证优化的可靠性且使产品轻量化。

基于Workbench的十字万向节的多目标优化

以煤矿用十字万向节为例,通过ANSYS Workbench有限元软件构建了十字万向节局部响应面模型,通过内置专业优化模块Design Exploration对十字万向节结构尺寸及厚度进行多目标优化设计,并给出设计推荐值。结果表明,优化后的十字万向节在降低设计重量的同时其结构强度也满足规范要求,具有较高的经济性与可行性。