冷柜門體堵頭的有限元分析及優(yōu)化設(shè)計

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

目前,氣動工具減振手柄的設(shè)計已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。本文就是以氣釘槍為研究對象,通過對所設(shè)計的減振手柄進(jìn)行水壓測試,以有限元軟件ansysworkbench為計算平臺,對其進(jìn)行整槍振動加速度分析,為氣釘槍減振手柄優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)。

針對海洋修井機(jī)底座輕量化的要求,利用ansys軟件對某海洋修井機(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。通過對比發(fā)現(xiàn),matlab優(yōu)化設(shè)計的底座結(jié)構(gòu)更節(jié)約材料,所得到的設(shè)計尺寸更接近最優(yōu)解,因此選取matlab優(yōu)化設(shè)計的底座結(jié)構(gòu)來指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

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)計的參數(shù)化模型,以底座的重量為目標(biāo)函數(shù)對底座結(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,并對優(yōu)化前后的位移和應(yīng)力進(jìn)行對比。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。

目前,國內(nèi)的冰淇淋展示柜存在柜內(nèi)儲藏溫度不均勻、制冷速度慢、玻璃門凝露、翅片式冷凝器易臟堵、內(nèi)膽結(jié)霜過厚不易處理等問題。本文針對上述問題進(jìn)行優(yōu)化方案設(shè)計及匹配試驗,結(jié)果表明,優(yōu)化措施對降低漏冷、平衡柜內(nèi)溫度、防凝露除霜、平衡氣壓等方面有很理想的改進(jìn)。

目前,國內(nèi)的冰淇淋展示柜存在柜內(nèi)儲藏溫度不均勻、制冷速度慢、玻璃門凝露、翅片式冷凝器易臟堵、內(nèi)膽結(jié)霜過厚不易處理等問題。本文針對上述問題進(jìn)行優(yōu)化方案設(shè)計及匹配試驗,結(jié)果表明,優(yōu)化措施對降低漏冷、平衡柜內(nèi)溫度、防凝露除霜、平衡氣壓等方面有很理想的改進(jìn)。

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)計兩個方面內(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)計兩個方面內(nèi)容進(jìn)行論述.

利用ansys有限元分析對取力軸法蘭的強(qiáng)度進(jìn)行校核,對取力發(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)計方案,為取力軸法蘭設(shè)計提供技術(shù)依據(jù),對實(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pzt厚膜驅(qū)動的微變形鏡(dm)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計?；谟邢拊椒?fem),分析了結(jié)構(gòu)中各個參數(shù)對變形鏡性能的影響。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)動器陣列,驅(qū)動器的沖程可達(dá)4.5μm@100v,并與有限元方法的結(jié)果進(jìn)行了分析比較。

采用有限元分析軟件ansys8.0對鑄鐵機(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)計選擇設(shè)計變量提供了依據(jù)。并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,達(dá)到了合理而又經(jīng)濟(jì)的使用材料之目的。

介紹了對某型號加工中心機(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)計的不合理,就會導(dǎo)致機(jī)床固有頻率較低,振動增大,機(jī)床精度下降。針對加工中心機(jī)床部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對于立柱,筋板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)選和設(shè)計參數(shù)優(yōu)化,并對支撐板采用了拓?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。

分別利用pro/engineer和ansys軟件對立柱進(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,得到了立柱的模態(tài)分析結(jié)果。選擇立柱相對位移量及其低階固有頻率為研究對象,并設(shè)計對比了兩種筋連板優(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)計與改造提供了可靠的理論依據(jù)。

建立了地鐵站臺屏蔽門門體結(jié)構(gòu)的分析模型,分析了屏蔽門的設(shè)計荷載和工況組成。利用有限元法進(jìn)行了屏蔽門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算,得到屏蔽門門體關(guān)鍵部件的變形及應(yīng)力分布,從而為屏蔽門機(jī)械系統(tǒng)的優(yōu)化和可靠性設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

某暖風(fēng)芯體水室裝配機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)存在剛度不足的問題。提取出由兩個零件及其螺釘連接組成的裝配體作為分析對象,以梁單元模擬螺釘連接,用ansys軟件對模型進(jìn)行有限元分析,改善了局部結(jié)構(gòu)和約束條件;對模型中螺釘個數(shù)、支撐條厚度和主板厚度等三個參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,最終使支撐結(jié)構(gòu)的最大變形由0.950mm減小至0.196mm,達(dá)到了設(shè)計要求。優(yōu)化方案已成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中,此分析過程對含有螺釘連接的裝配體優(yōu)化設(shè)計有一定的參考意義。

利用ansys軟件對鑄鐵閘門門體建立了三維有限元模型,對鑄鐵鑲銅閘門門體的傳統(tǒng)的計算方法與三維有限元法進(jìn)行了比較,結(jié)果表明用三維有限元計算能較準(zhǔn)確的反映門體受力和變形情況,這為一般閘門的結(jié)構(gòu)設(shè)計,為鑄鐵鑲銅閘門進(jìn)一步的參數(shù)化、系列化設(shè)計提供了理論依據(jù)。

通過運(yùn)用pro/emechanica軟件,對展示柜結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析。針對存在的問題,對展示柜框架結(jié)構(gòu)改進(jìn)并重新進(jìn)行分析驗證。改進(jìn)后的展示柜整機(jī)強(qiáng)度得到有效增強(qiáng),滿足了運(yùn)輸試驗、振動試驗和跌落試驗的要求。利用pro/emechanica有限元分析對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為家電開發(fā)提供了一種新的有效手段。

電壓力鍋是如今廣泛使用的電熱炊具,利用ansys軟件對電壓力鍋鍋體進(jìn)行有限元分析。首先根據(jù)電壓力鍋工作的實(shí)際情況,采用順序耦合法對電壓力鍋鍋體進(jìn)行熱-應(yīng)力耦合分析,得到鍋體的應(yīng)力分布情況,得出計算模型能夠滿足電壓力鍋工作安全的需要;再從節(jié)省材料使用的角度考慮,采用ansys軟件,以鍋體的鍋底厚度t1、鍋壁厚度t2、牙口厚度t3為設(shè)計變量,鍋體材料的疲勞強(qiáng)度極限σ為狀態(tài)變量,對鍋體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,使鍋體在能夠達(dá)到工作安全要求的同時又能節(jié)省材料的使用。

利用catia軟件建立了某轎車油箱與吊帶的三維實(shí)體模型。通過有限元分析軟件ansys,完成了油箱與吊帶的有限元分析。為了降低汽車的制造成本和輕量化的要求,利用apdl參數(shù)化設(shè)計語言對吊帶進(jìn)行了參數(shù)化三維建模,應(yīng)用優(yōu)化模塊對吊帶進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,減小了質(zhì)量。

為將一條800t工程甲板駁改造為165t滿足橋梁工程施工需要的非自航式起重船,應(yīng)用msc/patran及nasran對全船進(jìn)行有限元分析,在滿足《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》以及《內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則》要求的前提下對一些新增的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),校核計算結(jié)果表明,改裝后的船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求;板厚優(yōu)化減少了空船重量。

三通接箍是工業(yè)管道中的上常用結(jié)構(gòu),用來在主管道上接出分支。研究的三通接箍為采油地面設(shè)備使用,由于現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)接箍位置經(jīng)常發(fā)生管道破漏的情況,希望通過力學(xué)計算分析,找出原因,并改進(jìn)設(shè)計。所采用的具體方法是:通過catia軟件建立結(jié)構(gòu)的三維模型,通過abaqus軟件計算結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓時的應(yīng)力分布。通過這些有限元分析,計算結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中部位。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在三通接箍處,應(yīng)力集中非常明顯,應(yīng)力載荷很高。通過進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計和重新計算分析,對應(yīng)力集中部位導(dǎo)棱角、導(dǎo)圓角、增加堆焊層三種修改措施,提出了增加三通接箍承載能力的新方案。