倒傘形曝氣機(jī)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)海洋修井機(jī)底座輕量化的要求,利用ansys軟件對(duì)某海洋修井機(jī)底座進(jìn)行了三維有限元分析,得到了位移及應(yīng)力分布。結(jié)果表明,最大鉤載工況下強(qiáng)度和穩(wěn)定性均滿足要求。用matlab和ansys軟件對(duì)底座結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化,得到符合底座工況要求的最優(yōu)梁的截面尺寸,并對(duì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。結(jié)果表明,優(yōu)化結(jié)構(gòu)也滿足底座的強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),matlab優(yōu)化設(shè)計(jì)的底座結(jié)構(gòu)更節(jié)約材料,所得到的設(shè)計(jì)尺寸更接近最優(yōu)解,因此選取matlab優(yōu)化設(shè)計(jì)的底座結(jié)構(gòu)來指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

基于多體系統(tǒng)傳遞矩陣法對(duì)某型號(hào)包傘機(jī)進(jìn)行有限元分析,針對(duì)整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移進(jìn)行了多點(diǎn)云圖的研究,綜合考慮機(jī)構(gòu)的受力及變形對(duì)包傘機(jī)進(jìn)行優(yōu)化,經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證:優(yōu)化后提高了包傘機(jī)的工作強(qiáng)度,滿足了長時(shí)間滿負(fù)荷工作要求。

采用有限元分析軟件ansys8.0對(duì)鑄鐵機(jī)鏈板進(jìn)行了靜力分析和敏感度分析,獲得了在載荷作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變值和影響應(yīng)力變化的敏感參數(shù),為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)變量提供了依據(jù)。并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到了合理而又經(jīng)濟(jì)的使用材料之目的。

介紹了對(duì)某型號(hào)加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)的有限元分析。詳細(xì)分析了整機(jī)的前幾階模態(tài)。研究后發(fā)現(xiàn)由于立柱和支撐板設(shè)計(jì)的不合理,就會(huì)導(dǎo)致機(jī)床固有頻率較低,振動(dòng)增大,機(jī)床精度下降。針對(duì)加工中心機(jī)床部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)于立柱,筋板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)選和設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化,并對(duì)支撐板采用了拓?fù)鋬?yōu)化和參數(shù)優(yōu)化結(jié)合的方法。研究結(jié)果表明,通過有限元分析,加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)得到了較好的優(yōu)化,從而使整機(jī)性能得到了提高。

借助ansys有限元分析軟件,建立防爆電機(jī)底座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)化模型,以底座的重量為目標(biāo)函數(shù)對(duì)底座結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化過程中考慮它所受應(yīng)力約束、位移約束,并對(duì)優(yōu)化前后的位移和應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后位移和應(yīng)力值有所增大,但在使用允許值范圍內(nèi),優(yōu)化后使底座在正常、穩(wěn)定運(yùn)行的情況下的重量大大減輕,從而為批量生產(chǎn)節(jié)約大量原材料,對(duì)降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

針對(duì)某異型管板蒸發(fā)器無設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可依,工程設(shè)計(jì)中管板較厚的問題,對(duì)該蒸發(fā)器管板的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)、機(jī)械場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行三維有限元分析。分析結(jié)果表明,溫度對(duì)蒸發(fā)器異型管板的應(yīng)力強(qiáng)度影響較大,對(duì)現(xiàn)有管板工程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

門體堵頭端部中間的收縮變形是bc/bd-625g冷柜的重大缺陷,bd-500冷柜是在bc/bd-625g基礎(chǔ)上開發(fā)的新產(chǎn)品。建立堵頭計(jì)算的簡化模型,得出變形的線載荷。基于abaqus有限元分析軟件,分析了bc/bd-625g的堵頭變形。對(duì)bd-500的堵頭數(shù)值模擬采用在簡化模型上增加3種不同方案加強(qiáng)筋的方法分別進(jìn)行了有限元分析,得出優(yōu)先采用的方法。設(shè)計(jì)出的堵頭經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證,與abaqus程序的分析結(jié)果基本吻合。

目前,氣動(dòng)工具減振手柄的設(shè)計(jì)已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。本文就是以氣釘槍為研究對(duì)象,通過對(duì)所設(shè)計(jì)的減振手柄進(jìn)行水壓測(cè)試,以有限元軟件ansysworkbench為計(jì)算平臺(tái),對(duì)其進(jìn)行整槍振動(dòng)加速度分析,為氣釘槍減振手柄優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

桁架結(jié)構(gòu)具有多方向荷載承受、強(qiáng)抗震性、剛性好、方便拆裝、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn),可以在多個(gè)工程領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。因此,文章主要就桁架結(jié)構(gòu)有限元分析、桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行論述。

桁架結(jié)構(gòu)具有多方向荷載承受、強(qiáng)抗震性、剛性好、方便拆裝、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn),可以在多個(gè)工程領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用.因此,文章主要就桁架結(jié)構(gòu)有限元分析、桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行論述.

利用ansys有限元分析對(duì)取力軸法蘭的強(qiáng)度進(jìn)行校核,對(duì)取力發(fā)電裝置中取力軸法蘭撕裂問題進(jìn)行有限元分析,計(jì)算不同工藝圓角下取力軸法蘭的強(qiáng)度以及疲勞壽命,提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,為取力軸法蘭設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù),對(duì)實(shí)際工程中取力軸法蘭的選用有著重要參考意義。

本文利用ansys軟件對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圓錐形變幅桿進(jìn)行有限元分析,提出兩種修正設(shè)計(jì)方案,得出變幅桿固有頻率與其結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系,從而確定出變幅桿的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。

對(duì)pzt厚膜驅(qū)動(dòng)的微變形鏡(dm)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)?；谟邢拊椒?fem),分析了結(jié)構(gòu)中各個(gè)參數(shù)對(duì)變形鏡性能的影響。優(yōu)化結(jié)果表明,單元邊長1.75mm的驅(qū)動(dòng)器,在最優(yōu)參數(shù)下沖程可達(dá)2~5μm@100v,且加載鏡面后驅(qū)動(dòng)器的位移損失小于12%,帶鏡面負(fù)載能力強(qiáng)。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果制備了壓電厚膜微驅(qū)動(dòng)器陣列,驅(qū)動(dòng)器的沖程可達(dá)4.5μm@100v,并與有限元方法的結(jié)果進(jìn)行了分析比較。

分別利用pro/engineer和ansys軟件對(duì)立柱進(jìn)三維實(shí)體建模與模態(tài)分析,通過結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了立柱的模態(tài)分析結(jié)果。選擇立柱相對(duì)位移量及其低階固有頻率為研究對(duì)象,并設(shè)計(jì)對(duì)比了兩種筋連板優(yōu)化布局方法,確定了使用米字型筋連板立柱結(jié)構(gòu)。提高了立柱的低階固有頻率,避免了高速加工時(shí)共振的產(chǎn)生降低加工精度的現(xiàn)象,取得了提高加工精度,立柱的強(qiáng)度和剛度的效果。為結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)與改造提供了可靠的理論依據(jù)。

把有限元分析的技術(shù)應(yīng)用到貯箱的設(shè)計(jì)中,建立了貯箱有限元模型,并對(duì)現(xiàn)有的一個(gè)貯箱為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中進(jìn)行了材料非線性分析,得出貯箱各個(gè)壓力下的應(yīng)力和變形量,為加工和裝配提供可靠的數(shù)據(jù),從而使其質(zhì)量得到減輕,以提高發(fā)射有效載荷。

機(jī)械設(shè)計(jì)的有限元分析指的是采用有限元方法并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的一種方便攜帶的設(shè)備型塑料殼體的有限化模型，并且在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體分析后實(shí)施優(yōu)化的結(jié)果，力求達(dá)到用最低的材料成本來最大限度地提升設(shè)備零件的剛度，從而有效滿足工程設(shè)計(jì)具體要求的目的。本文主要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體方法和過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

應(yīng)用有限元方法建立某種便攜式設(shè)備的塑料殼體的有限元模型,并通過結(jié)構(gòu)分析對(duì)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,以最小的材料成本提高零件的剛度,以滿足工程設(shè)計(jì)的要求。

傳統(tǒng)的鋼框架體系的線彈性分析可以用力法、位移法以及彎矩平衡法，但是當(dāng)框架的規(guī)模較大時(shí)，基于有限元思想的結(jié)構(gòu)矩陣分析方法得到普遍應(yīng)用，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)框架體系采用桿系有限元法進(jìn)行分析。

針對(duì)ttb300-1500車-車?yán)瓟?shù)控機(jī)床拖板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),運(yùn)用有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,建立了機(jī)床拖板的有限元計(jì)算模型,進(jìn)行了模態(tài)分析,給出了機(jī)床拖板的前4階固有頻率和相應(yīng)振型,并對(duì)機(jī)床拖板的幾何參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的靈敏度分析。在此基礎(chǔ)上,確定了機(jī)床拖板主要設(shè)計(jì)參數(shù)的變化對(duì)低階固有頻率的影響規(guī)律,指出了機(jī)床拖板的薄弱環(huán)節(jié)。通過修改設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)機(jī)床拖板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提高了機(jī)床拖板的動(dòng)態(tài)性能,為機(jī)床支承部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了可借鑒的方法。

利用作者所開發(fā)的水處理設(shè)備承載梁部件有限元分析軟件,建立了某型號(hào)二沉池和平流池刮泥機(jī)承載梁的力學(xué)模型和有限元模型,論述了建摸方法和優(yōu)化方法,并進(jìn)行了有限元優(yōu)化分析計(jì)算。研究結(jié)果表明,所建立的力學(xué)模型和有限元模型正確,優(yōu)化效果顯著,可減輕原設(shè)備重量的27.7%,具有重要的工程實(shí)際意義。

A形吊耳強(qiáng)度有限元分析

為了分析鉆井液圍壓、井眼曲率、彎曲方式以及地層溫度等因素對(duì)波紋管脹形的影響,采用彈性力學(xué)理論,考慮幾何非線性的影響,建立了波紋管脹形力學(xué)模型。建模時(shí)溫度對(duì)波紋管脹形的影響通過改變波紋管管材的彈性模量和泊松比來模擬;通過對(duì)波紋管內(nèi)、外施加面載荷來模擬波紋管脹形壓力、鉆井液圍壓或者外擠壓力。模擬結(jié)果表明,當(dāng)井眼曲率每30m在5°~12°之間變化、地層溫度在20~180℃之間變化時(shí),井眼曲率和地層溫度對(duì)波紋管膨脹工作壓力影響較小;彎曲方式對(duì)波紋管脹形的影響也較小。波紋管卸載后不圓度會(huì)增加,使得其內(nèi)通徑變小,所以在波紋管施工結(jié)束后需要進(jìn)行機(jī)械脹形修正。