双圆弧谐波传动齿廓修形及啮合特性分析

针对谐波传动过程中柔轮实际径向变形量与线性假设变形量不符,引起柔轮与刚轮齿廓发生啮合干涉的问题,以无公切线双圆弧齿廓为研究对象,在Ansys Workbench中建立谐波齿轮传动有限元模型,提取柔轮长短轴径向位移,基于双圆弧齿廓修形原理结合Matlab参数化编程对柔轮齿廓进行三维修形,对仿真实体模型进行有限元分析。结果表明:有限元法设计修形后柔轮各截面均可实现无干涉啮合,有限元法设计修形后柔轮的最大等效应力值比未修形时减小41.79%,比线性法设计修形减小14.65%,且有限元法设计修形后柔轮应力分布更加均匀。

关于管板结构的数值分析设计

针对管子与管板以胀接和焊接形式连接的管板结构,采用有限元方法计算了在壳程压力作用下的挠度和应力,并拟合为管板半径、厚度和压力的函数。结果表明:由于管子的支撑作用,管板的挠度和应力对管板的半径和厚度的变化并不十分敏感;有限元分析得到的管板应力不足按常规设计标准计算所得管板应力的一半,这表明,虽然在换热器设计标准中管板的设计计算考虑了管子的一定支撑作用,但实际的支撑效果更大,若采用基于有限元法的分析设计法,仍然可以降低换热器的管板厚度;与焊接结构相比,胀接结构更有利于提升开孔管板的强度与刚度。

扁挤压筒的应力及变形分析

应用大型有限元分析软件ANSYS对多层预紧扁挤压筒的等效应力、接触压力及变形进行分析 ,并对多层预紧扁挤压筒与同尺寸整体式扁挤压筒工作状态下的应力分布进行比较 。

超高压动密封结构设计及耦合变形分析

旋转动密封是海洋机器人电机和深井钻井设备的关键部件,密封失效往往会造成重大的经济损失。针对高压动密封由于环境压力波动而过早失效的情况,对平衡式机械密封模型进行受力分析,确定了不受压力波动影响的有限元模型,并在不同压力下对所设计的密封进行了热力耦合分析,得到密封端面在低压下的位移和应力云图,结果显示高温下双侧受压动密封面的温度最高点出现在密封面的中径附近;动密封面的变形和应力受环境压力比较明显,从内径到外径的热变形和应力逐渐变小,在接近外径处变形出现突降。

电厂烟气脱硫塔结构有限元分析

针对电厂烟气脱硫中的塔结构受力复杂、计算繁琐等特点,结合工程实例,对其进行有限元分析.在对风荷载、地震荷载进行分析计算的基础上,用有限元方法进行应力和变形分析,提高了结果的准确性,节约了成本.并对工程中容易出现的问题提出了解决的办法,为今后此类特种结构的设计积累了经验.

任意截面无黏结预应力混凝土梁的有限元分析

建立了基于大变形非线性有限元理论的无黏结预应力混凝土梁的计算模型,能够较好地预测任意截面无黏结梁整个加载历史的非线性结构响应.无黏结筋的效应以等效节点荷载替代,由此可按普通有黏结钢筋混凝土梁进行分析,其截面内力由外荷载和无黏结筋等效节点荷载共同引起.利用修正的Rodriguez截面分析模型,混凝土的贡献通过边界顶点定义的梯形单元来实现.导出了任意截面无黏结预应力混凝土梁非线性全过程分析的标准有限元公式.无黏结试验梁的分析计算结果与试验结果吻合良好.

基于相对灵敏度分析的自卸车车架轻量化设计

在Hypermesh中建立TY型自卸车车架有限元模型,对车架进行了弯曲和扭转工况下的强度与刚度分析,并通过模态试验验证了有限元模型的准确性。对车架部件进行柔度灵敏度、模态灵敏度和质量灵敏度的计算,基于相对灵敏度分析的结果确定优化设计变量,在保证车架刚度和低阶模态频率的前提下,对车架结构进行轻量化优化。结果表明:优化后车架的强度、刚度和低阶模态频率均有所提高,避免了应力集中现象,车架质量减少70 kg,验证了该轻量化设计方法的可行性。

白沙水电站混凝土面板堆石坝剖面合理设计

控制堆石体变形以保证面板及接缝止水系统的安全可靠是关系面板堆石坝发展的重要问题,软岩筑坝日益受到重视。白沙面板坝工程的堆石料源为岩性较硬的辉石玢岩和较软的粉沙质板岩,为充分论证最大限度利用软岩的可能性,本文对硬岩剖面和软岩剖面两种设计横剖面进行了计算比较分析。针对分析结果中软岩剖面变形过大的情况,设计修改了坝体分区,计算分析表明新的设计剖面合理,变形较小,面板和止水系统能够满足安全可靠的要求,在设计中予以采用。

基于有限元法的钻杆补充装置结构优化设计

针对钻杆补充装置变形导致钻杆运动受阻的问题,根据钻杆箱承受的载荷,进行了应力和变形有限元分析,得知侧板与隔板刚度较弱。通过增设矩管、加长导向套改善了钻杆箱的结构刚度。现场应用表明,优化后的钻杆箱更加可靠、耐用,长时间使用未变形。

基于三维有限元分析设计夹套反应釜

运用ANSYS对夹套反应釜进行实体建模,并将实体模型进行合理的网格划分生成有限元模型。对其在不同工况下的变形和应力分布进行了计算,并分析和验证了结果。通过计算得出了压力和壁厚之间的关系,此结论可用于论证方案的可行性和对已有产品的技术改造,还可为产品的前期设计提供重要的参考依据。

悬臂掘进机一体化施工平台优化设计

悬臂掘进机一体化施工平台是一种适应复杂围岩条件下,实现拱形金属支架支护,且与掘进机一体的挑梁和踩踏机构。文章利用Pro/ENGINEER Mechanica(Pro/Em)软件对初始设计进行了有限元分析,分别求出挑梁和载人两种工况下最大应力和最大变形的承受部位以及应力和变形数值大小,验证了初始设计的可靠性。另外,在有限元分析的基础上对平台材料进行了优化选择,既保证支护作业的安全,又实现节省材料和减少能耗的目的。

高转速大惯量筒纱脱液转笼的设计与分析

针对纺织工艺对筒纱改性和染整中遇到筒纱脱液甩干的问题,设计了可用于高转速大惯量环境的脱液转笼结构,并对其进行了剪切力、弯矩校核分析。依据材料力学分析结果,提出了改进后的转笼结构。利用有限元分析软件分别对改进前后的转笼结构进行仿真分析,结果表明改进后的转笼结构有效控制了变形量,大幅度降低了所承受的最大应力,改善了疲劳安全系数。数值模拟结果给高转速大惯量脱液转笼的结构设计和使用工况设计提供了理论依据。

基于有限元法的谐波双圆弧齿廓设计和修形

针对实际工况中,谐波传动的柔轮的实际变形与线性假设变形存在一定偏差的问题,利用ANSYS Workbench进行多体接触有限元分析,探究柔轮的结构参数对柔轮有限元径向变形的影响规律和敏感度.结果表明:齿宽、壁厚、筒长、波发生器与柔轮杯底距离等参数都对柔轮径向变形有一定程度的影响,其中波发生器与杯底的距离对柔轮径向变形影响程度最大,敏感度最高,其次是齿宽和筒长,壁厚对柔轮径向变形的影响程度最小.基于柔轮的有限元变形,采用改进运动学法和柔轮精确转角关系设计无公切线双圆弧齿廓,并结合MATLAB参数化编程对柔轮齿廓进行三维修形,对仿真实体模型进行有限元分析,结果表明:有限元法设计修形的柔轮最大应力比未修形时减小925 MPa,比线性法设计修形减少144 MPa,有限元法设计修形的柔轮齿各截面的周向应力也低于线性法设计修形.

大型卧式真空容器的设计及有限元分析

现代大科学工程需要大型真空容器,但大型真空容器的设计需要考虑各种因素,是个重要的综合科学问题。本文针对大型卧式真空容器进行设计及分析,设计出内径为5m,长为6m的带有多个大尺寸方形法兰的卧式真空容器。设计中应用有限元软件ANSYS-Workbench进行计算分析,得到了真空容器在工作状态下的应力及变形分布,进而对容器结构进行优化改进,并进行了稳定性分析。结果表明设计合理可行。

绩溪抽水蓄能电站下水库软岩筑面板堆石坝优化设计

安徽省绩溪抽水蓄能电站下水库钢筋混凝土面板堆石坝采用软岩填筑,最大坝高59.1 m。招标、技施阶段,对下水库大坝坝坡、坝体分区、坝基开挖、填筑控制标准等进行了优化设计。通过大坝三维有限元分析,论证了软岩筑坝材料的填筑参数及允许填筑范围,从而评价优化设计的合理性。

基于ANSYS的某半高箱有限元分析和结构改进设计

在ANSYS中建立了某半高箱的有限元分析模型,并对其进行了标准工况下的强度和刚度计算;通过分析得出现有结构不合理的结论,并提出两种结构改进方案;分析结果表明,两种改进方案均提高了半高箱的强度和刚度,达到了使用要求。

高精度惯性测量系统热应力分析与优化设计

针对高精度惯性测量系统内仪表结构正交性误差在使用过程中的不稳定性问题,重点开展了结构热应力分析与优化设计。通过构建系统结构热应力模型,并对关键性参数进行系统实测,得到更为精确的优化模型。用有限元分析软件ANSYS对其进行的仿真表明,计算出的结构变化特性与实测正交性误差变化量一致。对仿真结果的进一步分析表明,结构部件的材料线膨胀系数的差异导致仪表安装基面的热应力变形是影响惯性仪表正交性误差稳定性的主要原因。采用上述方法对某高精度惯性测量系统开展热应力分析与优化设计后,同等环境条件变化情况下,惯性仪表正交性误差变化量减少了一半(由10″减少至4.1″),有效减小了惯性仪表正交性误差受长期使用及环境变化的影响,提高了高精度惯性测量系统的综合性能。

扩展集装箱式活动房中的集装箱优化设计

用有限元分析软件对改进的扩展集装箱式活动房中的集装箱在各装卸工况下的应力、位移进行了分析计算,同时利用优化设计的思想对该集装箱的主要受力构件进行了尺寸优化设计。在相同工况下,对优化设计的结果与优化前的结果进行了对比。优化设计后,箱体自重降低了15%,箱体最大应力由162MPa降低到126MPa,且最大应力发生的位置也有变动;最大变形由8.81mm增加到12.9mm,位置均在底面短梁与辅助长梁中心区域;主要受力构件——底面长梁的应力和挠度均有降低。

20ft垃圾集装箱结构优化分析

对20 ft垃圾集装箱进行结构优化,以减轻集装箱的质量,增加运力。优化策略首先对原始箱结构进行计算,分析了原始结构的集装箱在5种计算工况条件下的变形及应力情况,并在原结构的基础上优化构件板厚,设计一种优化方案,并对设计方案下的优化结构进行计算与分析。

矫平机上梁两种结构的有限元分析

对矫平机两种不同结构的上梁进行有限元分析,将上梁的等效应力和Y向及整体位移数值做出图表进行分析比对。通过云图显示和图表分析,清晰发现两上梁的不同之处,分析两上梁在结构形式、强度、刚度等方面的优缺点,指出在结构优化、降低成本、方便生产等方面的设计改进,为今后新型矫平机上梁设计开发提供理论支持。