基于模态分析的某复杂薄壳结构局部连接处理方法研究

目的在ANSYS Workbench中用不同的局部连接处理方法对某复杂薄壳结构进行模态分析,结合模态试验,研究不同局部连接处理方法的特点。方法分别在实体单元分析和面单元分析下,用两种不同的简化方法处理关注的局部连接,建立相应的有限元模型进行模态计算,得到4种分析情况下的有限元计算结果 ,并通过实际模态试验对不同的计算结果进行了对比验证。结果通过比较有限元计算结果与模态试验结果 ,验证了不同局部连接处理方法计算结果的准确性,并总结了不同方法的优缺点和适用性。结论本文中的局部连接处理方法研究,为复杂薄壳结构的动态特性分析提供了理论指导,也为同类产品的结构动态设计与优化提供了理论依据。

复杂薄壁壳体淬火过程的数值模拟

采用ANSYS有限元软件对复杂薄壁壳体淬火过程温度场和应力场进行了数值计算,将通过有限元法计算的工件外表面畸变量与实测值进行了对比。结果表明,复杂薄壁壳体在淬火过程中,沿工件厚度方向温度分布不均匀,吊具底板对温度场有明显影响;工件淬火后残余应力和应变主要分布在球冠形罩子附近以及两个球冠形罩子之间的过渡段;有限元法计算的工件外表面畸变量与实测值基本吻合,从而验证了有限元模型。研究结果有助于复杂薄壁壳体淬火工艺制订及淬火应力和畸变规律的认识。

混凝土薄壳结构复杂形体定位及模板施工图数字化绘制研究

在已有复杂形体建造研究的基础上,通过研究大同大剧院大屋面定位施工图数字化绘制的过程,讨论在当今建设语境下混凝土薄壳结构复杂形体的施工问题,得到此类复杂形体定位施工图绘制的方法,为复杂形体的实际建造提供可行路径。

铝合金薄壁壳体件液态模锻成形过程的数值模拟

铝合金薄壁壳体件是航空航天及兵器工业上广泛采用的零件,但其制造工艺却长期得不到有效解决。文章采用Anycasting和DEFORM-3D软件,分别对充型阶段的凝固和塑性变形阶段进行了计算,并通过复合加载保证了零件使用性能上的要求。结果表明,模具和浇注温度越高,则凝固时间越长,且模具温度的影响要大于浇注温度的影响;在保证铝液完全充填型腔的前提下,充分考虑了模具的使用寿命和铝合金熔化温度的要求,进行了模具温度和浇注温度的优化;采用复合加载来代替简单加载可以有效地提高制件密度,使零件性能趋于均匀化。

复杂薄壁筒体组装焊接工艺

分析产品的结构特点及奥氏体不锈钢的焊接特点,针对筒体结构复杂、壁薄、刚性差、外形尺寸大、同轴度及圆度要求高等技术难点,制定了合理的组装焊接工艺方案,设计可调节组装工装,采取有效焊接控制措施,解决了加工制造中的技术难题。

复杂薄壁注塑件注射成型工艺CAE分析及参数优化

针对单反相机外壳在实际生产中废品率过高的问题,创建了单反相机外壳的三维实体模型和模流分析模型并对工厂原始方案进行了CAE分析。在没有改变模具结构的情况下,通过改变模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间等注塑工艺参数解决了注塑中出现的变形开裂和充填不足等缺陷。研究表明:CAD/CAE软件和正交实验法是提高复杂薄壁注塑件产品合格率的有力武器。

复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性分析

针对复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性研究不足,本文提出一种半解析法分析圆柱壳结构的瞬态振动特性。基于区域能量分解法和Reissner-Naghdi’s线性薄壳理论,将柱壳沿壳体的母线方向分解为若干子壳段,并推导出圆柱壳结构一般边界条件下的求解模型。柱壳结构的位移函数用Chebyshev行列式和傅里叶级数表示,并引入最小二乘残差来消除计算的不稳定性。对柱壳结构进行瞬态振动特性分析,通过与有限元仿真计算结果对比验证了本文方法的有效性,结果表明:同一频段范围,结构厚度越小,位移曲线峰值越多,瞬态响应越大;损耗因子主要影响结构的共振峰值,对结构固有频率的影响较小。

常子午线曲率薄壳轴对称几何非线性问题的复变量方程

1.几何非线性问题的基本方程在本世纪初,Reissner H.和Meissner E.利用在线性薄壳理论中存在的静力-几何比拟关系,将线弹性薄壳轴对称问题,归结为以应力函数和转角为未知量的两个常微分方程。以后,人们利用这两个方程的相似性,引入复未知函数,把一些典型壳体的方程简化为一个二阶变系数常微分方程,为这些问题的求解带来极大的便利。本文将这一方法推广到薄壳大位移问题,导出用复未知函数表示的常子午线曲率壳体轴对称变形的非线性微分方程。从这个一般方程可以直接得到关于柱壳,锥壳,圆球壳。

轻质耐压壳体减重研究

本文结合几种材料的特性,对壳体的结构做了力学分析,研究了轻质耐压壳体的减重方向。研究中发现,隔板的设计对壳体的重量影响很大,因此详细分析了凹凸两种形式端板的力学特性,发现同等厚度条件下,凸型隔板的变形量小、安全系数高。分析对比了铝基合金、复合材料、钛合金的材料特性、加工特性、国内开发现状以及成本,认为现阶段应以铝基合金的改进为主,并关注其他材料的进展对壳体进行减重设计。

复杂多特征SR3薄壁塑料壳体多向抽芯注塑模具设计

以具有凸起、卡扣、加强筋等复杂多特征的SR3薄壁塑料壳体为例,分析了该零件的注塑模具设计、制造中的关键技术。针对其具有的凸起、卡扣、加强筋等复杂多特征,分析了零件结构及成型工艺,设计了多方向抽芯机构、浇注系统等,完成了一模一腔的模具设计;进行了基于Moldflow的注塑成型工艺参数优化分析,获得了较佳的注塑工艺参数。针对薄壁结构,设计不同的刀具直径完成模具型芯和型腔的粗加工、半精加工、精加工。对同类模具设计具有一定参考价值。

ZM4镁合金复杂薄壁壳体铸件低压铸造工艺研究

以ZM4镁合金复杂薄壁壳体铸件为研究对象,分析了该壳体的结构和工艺特点,采用砂型低压铸造工艺,同时采用缝隙式浇注系统,铸件上部设置大冒口,底部放置冷铁,金属液通过缝隙浇口对铸件进行充型和补缩制定了工艺参数。结果表明,通过适当调整浇注温度、结壳增压压力和时间以及增加一个缝隙浇口和立筒等改进措施,可以改善铸件的内部质量,成功制造出了符合要求的ZM4镁合金复杂薄壁壳体铸件,并确定了有效的ZM4镁合金砂型低压铸造工艺。

薄壁深孔复杂壳形塑件的多目标注塑工艺参数组合设计

利用Pro/E软件进行三维建模,然后采用计算机辅助工程(CAE)的Moldflow软件进行有限元模流仿真分析。通过实验设计(DOE),对每个方案进行Moldflow分析,研究了熔体温度、模具温度、注射压力、保压压力、保压时间对复杂壳形塑件翘曲变形、体积收缩变形的影响,并进行工艺参数组合的优化,获得了翘曲变形和体积收缩变形最小时的最佳工艺参数组合。结果表明:与默认工艺参数相比,翘曲变形量减少了62.28%,体积收缩率降低了37.74%;CAE+DOE可以有效针对实验指标结果进行注塑工艺参数优化,避免了大量无序摸索,缩短了生产周期,提高了生产效率。

异形薄壁壳体内腔的镗铣加工工装的研制

针对某一种异形薄壁壳体内腔的多种复杂结构在镗铣加工中存在的问题,结合其自身外部结构特点,设计了一种夹具工装。通过使用该工装,能够实现复杂壳体的快速找正、定位以及装夹,一次装夹下完成内腔各平台的高效加工,缩短了加工用时,提高了异形薄壁壳体的加工精度与加工效率,满足产品设计要求。

复杂薄壁航空钛合金精密铸造型壳溃散性研究

研究了3种不同制壳工艺对型壳溃散性的影响规律,通过型壳试样的弯曲强度、断口物相、断口形貌的试验,探讨分析了3种型壳的溃散性;将3种制壳工艺在复杂薄壁航空钛合金某型号铸件进行生产实践,确定满足复杂薄壁航空钛合金精密铸造型壳强度与型壳溃散性需求的制壳工艺。