基于Python的SAP2000向ANSYS模型转化技术及软件开发研究

工程人员常通过对比设计软件与有限元软件的分析结果,以验算和校核结构设计的合理性。然而,由于软件分析内核的差异,设计软件与有限元软件之间的模型信息往往难以直接传递并转化。针对SAP2000结构设计分析软件向ANSYS有限元分析软件的模型转化问题,基于Python语言和APDL参数化设计语言,编译并开发了STAMT V1.0(SAP2000 To ANSYS Model Transformation V1.0)模型转化程序。相比已有转化程序,STAMT程序实现了更多单元类型、材料属性、截面类型、荷载形式的转化,提高了模型转化的通用性。其次,其涵盖了节点坐标系变换、梁单元坐标系变换、梁端自由度释放、创建刚性域等必备功能,进一步满足了模型转化过程中的功能性需求。然后,采用先建立几何模型后生成有限元模型的转化思路,实现了梁单元网格数量的自定义以及板壳荷载向梁的传递,软件操作界面简洁,便于工程人员的使用。最后,通过单层工业厂房和多层框架结构的两个算例分析,得到转化后模型的质量与原模型一致,前5阶周期的平均误差不超过3%,满足精度要求。研究分析验证了STAMT程序可实现SAP2000模型向ANSYS模型的准确、快速转化。

基于ANSYS的果树嫁接机结构优化分析

通过对果树嫁接机的基本工作原理和结构形式进行分析,构建了果树苗木的力学特性,进行了果树嫁接机切刀优化设计。利用ANSYS对果树嫁接机切刀进行有限元分析,根据静力分析结果进行切刀寿命仿真,获取果树切刀应力集中位置和切刀结构脆弱点。分别采用两种不同材料对果树嫁接机切刀进行有限元分析,通过应力云图和寿命曲线对果树切刀进行优化设计,最终采用Cr12MoV制作果树切刀,提高了果树嫁接机的使用寿命。

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的《机械设计基础》线上线下混合教学探索

随着信息技术的不断发展,线上线下混合教学模式已经逐渐成为现代教育的重要组成部分。在《机械设计基础》课程的教学改革实践中,通过结构化调查问卷的方式进行学情分析,在学情分析的基础上探讨了基于ANSYS软件的线上线下混合教学模式的优势和应用。结果表明,在《机械设计基础》课程线上线下教学中融入ANSYS软件,可以让学生更好地了解机械设计中零件的结构、工作原理、工作特点、应力分析等相关知识,问题分析更加透彻。同时可以提高学生的学习兴趣、实际操作能力和互动性,提高教学效果,对学生的毕业设计、工程实践具有重要意义。

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ANSYS的竹篼破篼刀具设计与仿真

为降低破篼刀具的工作能耗及解决破篼刀具工作半径不可调的问题,设计一种工作半径可调以实现从竹篼内部破篼的刀具。首先在ANSYS中建立竹篼-破篼刀具有限元模型,然后进行破节、破壁仿真并做试验分析,最后构建试验平台加以验证。结果表明:所研制的破篼刀具可清理外径为110~130 mm的竹篼;破节最优的刀具参数组合为:轴向刀后角角度为30°、刀盘转速为5 000 r/min;破壁的刀具参数组合为:径向刀后角角度为20°、刀盘转速为5 000 r/min。

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ANSYS的油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性分析

针对油菜分段收获适收期茎秆因含水率高、抗剪强度大,造成割晒作业过程中切割困难的问题,开展油菜茎秆剪切力学特性研究。采用电子万能试验机配合YYD-1型茎秆强度测定仪对油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性进行试验测定,并运用ANSYS有限元仿真软件对油菜茎秆剪切力学特性进行分析对比。试验结果表明,直径为12-18 mm的油菜茎秆最大剪切力范围为234.77-368.31 N,剪切模量范围为0.095-0.136 GPa;最大剪切力与剪切模量试验测试值和模型仿真值的相对误差范围小于10%,说明采用有限元仿真方法研究油菜茎秆剪切力学特性具有可行性。研究结果为油菜分段收获适收期茎秆有限元仿真分析提供了参数参考。

基于ANSYS的物理气相沉积真空装置力学分析

PVD用真空装置是实现真空镀膜试验的重要设备,必须保证真空装置在实际工况和载荷的作用下十分安全可靠,不发生破损事故。文中采用ANSYS软件对真空装置建模、划分网格、确定边界,并施加实际载荷、地震载荷,计算在设计工况、正常工况、异常工况及事故工况下的应力值。采用计算值对原有的设计进行了修正,将壁厚从原始设计14 mm改为10 mm,节省了9%的不锈钢材料。修改后的设计方案仍可满足RCC-M规范要求。

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。

ANSYS软件在飞行原理教学中的应用研究

ANSYS软件是目前应用最为广泛的有限元计算程序之一。在飞行原理教学中引入ANSYS软件,既可以扩展学生的知识面,又可以利用该软件Fluent插件强大的流体分析功能、形象而直观的图形显示特点,增进学生对基本概念、原理及空气动力学现象的理解,加深对飞机不同翼型条件下流场及气动力分布规律的认识。以二维多段翼流场、机翼绕流流场、机翼增升等课程为例,阐述ANSYS软件在飞行原理教学中的优势。

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的核电厂设备抗震性能分析

常规核电厂设备抗震性能分析方法只考虑了部分模态或单向的能量传递,因此计算出的地震等级偏低。为了解决该问题,本文提出了基于ANSYS的核电厂设备抗震性能分析方法。首先,建立基于ANSYS核电厂的地震动场。其次,设计核电厂设备边界条件。再次,计算核电厂设备的物理状态。最后,确定核电厂设备抗震等级。设计对比试验,试验结果证明,使用该方法分析核电厂设备的抗震性能时能够捕捉到更高的位抗震等级,从而能更真实地反映设备在地震中的实际响应。

基于ANSYS的人体下肢服装压虚拟仿真预测

为研究人体下肢各层组织在服装压作用下产生的形变和应力分布情况,利用16层螺旋CT仪及Mimics软件获取人体下肢分层三维模型,用ANSYS构建有限元模型预测服装压对皮肤层、其它软组织层和肌肉层产生的位移形变;在人体下肢选择44个压力采集部位,对实测服装压与预测服装压进行相关性分析。结果表明:在服装压作用下,人体下肢各层的形变主要分布在大腿内侧,形变分布最少区域为小腿前侧;皮肤层形变最大值为2.73×10^(-2)mm,其它软组织层形变最大值为5.19×10^(-4)mm,肌肉层形变最大值为7.30×10^(-5)mm;皮肤能抵消的最大形变值约为2.73×10^(-3)mm,低于这个值的形变量在皮肤层以外的地方无法测得;人体下肢各面所受到的应力分布与形变分布整体一致,由大到小依次为内侧、后侧、前侧、外侧;服装压预测数据和实测数据的多重相关系数拟合优度为1,二者之间具有极其明显的相关性,说明所建立的服装压预测分层模型可用来预测服装压对皮肤、其它软组织和肌肉的形变。

基于“Ansys Fluent+BIM”的区域环境仿真模拟分析——以上海市金山区某拟建项目为例

以上海市金山区某拟建项目为例,为分析区域环境对其产生的影响,采用Ansys结合物呈线条状扩散,有效影响范围可达到10km以外。同时,基于空气质量指数(AQ)对污染物来源、污染物性质等在不同风向和风速下进行最不利气象条件仿真模拟,得出结论并提出应对措施。成果可为拟建项目的环境影响评价提供参考,也可为沿岸化工厂排放口设置及功I能优化提供一定的理论指导。

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与C#的圆管带式输送机桁架结构参数化有限元分析系统

利用C#编程语言及ANSYS APDL的封装技术开发一套圆管带式输送机桁架参数化有限元分析系统。在可视化人机交互界面输入相关参数后,系统后台自动调用ANSYS软件实现桁架结构的参数化建模及有限元分析。该系统极大地简化了桁架的计算过程,减少了设计人员的工作量,提高了桁架结构分析的准确性。

基于ANSYS的EBZ260掘进机履带板结构分析

煤矿用掘进机行走部多采用液压马达驱动行走减速器,并带动驱动轮旋转,驱动轮带动履带链进行行走。履带链多采用整体式履带板,履带板在工作时承受整机的重量,在实际工作中受到比较恶劣的工作载荷,容易出现损坏。基于ANSYS Workbench对EBZ260型掘进机行走履带板进行结构性能分析,为重型履带行走机构设计提供一定的理论依据。

基于EDEM和ANSYS联合仿真的格宾石笼护岸施工分析

格宾石笼挡土墙属于柔性结构,施工过程中变形和沉降过大容易导致平整度和高程超验收规范要求。采用离散元仿真软件EDEM和有限元仿真软件ANSYS联合仿真,对格宾石笼本身及内部散粒体系的受力、变形进行研究。石笼网箱受力具有较复杂且随机性大的特点。以研究石笼网箱的土压力为着手点,就石笼护岸变形过大的问题,提出石笼护岸墙前一定范围采用料石码砌;就沉降过大的问题,提出预留沉降或增加网箱高度。解决措施效果显著,研究成果可为类似项目提供借鉴。

基于Ansys Workbench的火箭支架结构拓扑优化设计

为降低火箭消极质量,以发动机支架为研究对象进行轻量化设计,基于Ansys Workbench软件,采用实体变密度方法,以结构柔度最小化和固有频率最优化为目标,对支架模型进行拓扑优化。经多个方案的迭代,最终以重构模型质量减轻35%达到轻量化设计目标,为火箭部组件结构设计提供参考。