单平行四杆柔性铰链机构刚度特性分析

柔性铰链是并联微动机器人的柔性关节,其刚度特性直接影响到微动机构的定位精度。根据材料力学能量法推导了圆弧型柔性铰平行四杆机构刚度的解析式,利用ANSYS软件对柔性铰四杆机构刚度进行了验证,有限元分析结果与解析式的计算结果基本一致;并分析了柔性铰平行四杆机构的结构参数对其刚度性能的影响,为柔性移动副设计提供了有价值的参考。     

红外热像仪微扫组件的模态分析

研究红外热像仪的集成式压电驱动两自由度微扫组件的动力学特性,使用基于理论分析和实验测试柔性铰链机构的两种方法,根据拉格朗日方程建立微扫组件的运动微分方程,推导出系统固有频率的解析式.采用有限元分析方法对微扫组件进行仿真分析,得到微扫组件有效工作的谐振频率和振型,并对微扫组件的模态频率进行了实验测试,对有限元计算的结果与实验结果的一致性进行对比分析.结果表明,其理论分析正确,数值分析可靠.     

爆炸荷载作用下柔性支承钢筋混凝土梁动力响应分析

钢筋混凝土结构在爆炸荷载下的承载能力可以通过设置柔性支承提高。理想的刚性支承在实际结构中很难实现,通常都是柔性支承。通过在梁两端设置弹簧和阻尼器,建立了柔性支承条件下的钢筋混凝土梁的数值计算模型。运用LS-DYNA有限元分析程序对所建立的柔性支承梁有限元模型进行了计算。研究表明:与理想刚性支承相比,柔性支承对钢筋混凝土梁的变形有很大阻碍作用。梁的变形随着弹性支承刚度的减小而减小,并且结构的振动周期会随之增大。梁的挠度随着阻尼支承系数的增大而减小。因此,设置合理的弹性支承和阻尼支承可以提高钢筋混凝土结构的抗力。     

构架柔性对车辆振动特性的影响

为研究构架柔性对车辆振动特性的影响,基于三维实体软件SolidWorks建立某型车转向架构架模型,再导入软件ANSYS建立构架的有限元模型,经子结构分析后提取相关信息,导入UM与ANSYS的接口程序得到构架柔性模型;将其导入某型车多刚体动力学模型,得到某型客车刚柔耦合模型.利用UM软件分析前后构架分别为刚性-刚性、柔性-刚性以及柔性-柔性模型的对车辆振动特性的影响.分析表明:考虑构架柔性对车辆系统横向振动响应影响较大,特别在高速运行时,相比多刚体模型,构架柔性模型的轮对、构架和车体的横向振动指标峰值明显增大;考虑构架柔性能够更加真实地模拟车辆系统的振动情况.建议研究高频激励如车轮不圆对车辆系统振动特性时,将转向架构架考虑成柔性体.     

同步碎石下封层对沥青路面结构力学响应的影响分析

在半刚性基层上设置同步碎石下封层可有效减少沥青面层反射裂缝的产生。采用ANSYS有限元计算软件对设置同步碎石下封层的半刚性基层沥青路面结构的力学反应进行分析,计算出同步碎石下封层参数变化对半刚性基层沥青路面力学性能的影响。     

半刚性基层沥青路面-路基协调设计

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立两种典型半刚性基层沥青路面结构的三维有限元模型,针对3种路基高度和4种路基回弹模量,计算半波正弦荷载作用下路面结构的动态响应,结合半刚性路面各结构层疲劳寿命预估方程,分析路面结构疲劳寿命随路基回弹模量变化的规律和相互协调问题。结合交通等级标准,确定满足不同交通等级的临界路基模量。分析表明:路基模量对沥青层疲劳寿命影响较小,对半刚性基层和永久变形预估寿命影响较大;路基高度对半刚性基层路面各结构层疲劳寿命的影响均较小,尤其是对沥青层疲劳寿命影响更小;具有柔性底基层的半刚性路面结构的临界路基模量比具有半刚性底基层的路面结构大。     

柔性基础复合地基桩土应力比的有限元分析

通过有限元分析方法，对柔性基础复合地基桩土应力比问题进行了研究．在考虑了复合地基中各种材料的非线形特性的基础上，讨论了高填土路堤这类柔性基础下桩土类复合地基桩土应力比同桩土间相对刚度、荷载水平及桩体桩长等因素的关系，同时通过改变基础刚度值，分析在不同的基础刚度复合地基中桩土应力比的变化，找出刚性基础和柔性基础下复合地基中桩土应力比存在的某些差异．     

半刚性基层与柔性基层对超载的力学响应对比分析

根据弹性层状体系理论,以BISAR 3.0软件为计算工具,分别计算出半刚性基层和柔性基层沥青路面在0.7MPa、0.84MPa、1.0MPa的轴载作用下的力学响应,分析出不同荷载作用下的半刚性基层和柔性基层的路表弯沉、面层和基层的受力状况,对半刚性基层和柔性基层的疲劳性能进行总结。通过分析认为：在特定的超载水平下,半刚性基层更能适应交通荷载的超载情况。     

刚柔组合桩复合地基非线性数值分析

柔性桩和刚性桩各有优缺点,根据弹塑性力学的增量理论,对CFG桩体、水泥土桩体和土体采用Druker-Prager屈服准则,建立了刚柔组合桩复合地基的有限元计算模型,基于FEPG有限元自动生成系统,编制了有限元程序,并结合工程实例对刚柔组合桩复合地基的应力场、位移场和破坏规律进行了数值分析.     

车身静态刚度参数化有限元仿真分析系统开发

用空间壳单元shell93描述车身,利用耦合节点的方法,建立了各冲压件之间的焊接关系.在ANSYS中,建立了白车身的有限元模型.提取车身参数,开发了车身静态刚度的有限元仿真分析系统.以具体车型为实例,将有限元仿真分析得到的车身刚度衡量指标的变形量与试验结果进行了对比,二者非常吻合,证明了有限元仿真分析系统的可靠性.同时,有限元仿真分析系统还可以得到车身的扭转刚度、中部弯曲和尾部弯曲刚度及其Z向应力分布云图.对研究车身的静态刚度和车身的机构设计具有重要的实用价值.     

空气弹簧系统垂向刚度特性的有限元分析

对空气弹簧系统材料非线性、儿何非线性和状态非线性问题以及气固耦合问题进行了理论分析，得到了在有限元分析中的处理方法．用有限元软件ABAQUS建立了空气弹簧系统有限元模型，其中帘线采用rebar单元．计算了空气弹簧系统的垂向刚度，并分析了气体压力和帘线角对垂向刚度的影响．有限元计算结果表明，空气弹簧系统垂向刚度随气体压力的增加而增加，随帘线角的增大而略减小．     

金属弹簧刚度频变分析及等效算法

为研究金属螺旋弹簧的动态特性及动刚度对频率的响应,利用有限元方法,建立了弹簧有限元模型,计算了弹簧的稳态响应,分析了其幅频特性曲线,并提出弹簧刚度的等效算法。计算结果表明:弹簧的动刚度随着激振频率的增大总体趋势是增大的,但是在共振频率处,动刚度极小,低于静刚度,而在反共振频率处,动刚度极大,远高于静刚度;两种算法的刚度-频率曲线几乎重合,因此,金属弹簧确实存在显著的动态特性,采用多自由度系统等效弹簧系统是可行的。     

输油管道土压力分析

应用ABAQUS有限元软件,采用库伦摩擦模型模拟管土接触面上的法向和切向行为,建立了管土结构有限元分析模型.应用该模型;分析了管周土压力的分布、大小和管土相对刚度.结果表明:管土相互作用对管道受到的土压力分布和大小有重要影响;管道竖向和水平向土压力在管径宽度和高度范围内大致呈抛物线分布,当管座地基与同填土刚度不同时在交...     

基于分析和试验的微型客车白车身刚度研究

采用有限元方法分析了某微型客车自车身扭转刚度和弯曲刚度,以及车身局部变形等刚度特性,并用试验数据验证了分析结果.其结果表明:该车身扭转刚度较低,后门框变形较大,需要改进设计.指出采用车身刚度与质量比参数来综合评价白车身刚度性能更为合理.     

钢-混组合索塔锚固结构的力学行为及结构优化

为了解斜拉桥钢-混组合索塔锚固结构的力学行为并对结构设计进行优化,以重庆嘉悦大桥为依托,通过足尺模型试验及非线性有限元分析的对比分析,对钢-混凝土组合索塔锚固结构的力学性能、荷载传递机理进行了研究;采用正交试验方法对索塔锚固区混凝土主拉应力进行参数敏感性分析,进而提出了结构优化设计参数. 研究结果表明:钢锚箱与混凝土塔壁的应力水平较低,应力分布均匀流畅;钢锚箱与混凝土塔壁的相对滑移值均很小,最大值仅0.029 mm;剪力键的抗剪刚度对混凝土端塔壁的主拉应力水平有较为显著的影响,当刚度增加5倍,混凝土端塔壁主拉应力减少了17.3%;该桥所采用的组合索塔锚固区结构参数是安全、经济的.      

基于ANSYS Workbench的直齿轮接触分析

以一对相互啮合的渐开线直齿轮为研究对象,运用ANSYS Workbench建立了直齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法对齿轮进行有限元分析,列举不同接触刚度取值对应的有限元计算结果并分析结果的收敛性,在此基础上,将仿真与传统理论计算结果进行比较,结果表明,利用有限元法分析齿轮接触问题是可行的。     

凹梁式半挂车车架的动静态特性分析与计算

考虑悬架系统刚度的非线性变化因素,建立了凹梁式半挂车车架的有限元模型,基于ABAQUS软件进行满载工况的静态分析,利用经典力学方法对纵梁进行应力分析和计算,最后采用Block-Lanczos法对车架进行自由模态分析。结果表明:车架强度和刚度均满足设计要求,同时扭转和局部刚度需要加强。     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

Finite Element Calculation of the Flexural Stiffness of Corroded RC Eccentric Compressive Members

A finite element calculation model of corroded RC eccentric compressive members was build using finite element software ANSYS. The model considers the decline of mechanical properties and the effective section of a corroded steel bar, as well as the deterioration of bond character between corroded reinforcement and concrete. The reliability of the finite element model was evaluated by comparing the results of the finite element calculation with the data from experiments. Based on the finite element analysis results, the influence of corrosion degree, the diameter change of the longitudinal reinforcing bars and the spacing change of stirrups on the flexural stiffness were calculated and analyzed.     

基于物理参数的转向架定位橡胶节点动力学建模

针对高速列车转向架悬挂系统中的弹性橡胶件, 开展了基于物理参数的橡胶件非线性动力学建模方法研究; 为准确模拟其非线性刚度与阻尼的硬度相关性、结构尺寸相关性、激励频率相关性和激励位移幅值相关性, 采用有限元软件ABAQUS中的Mooney-Rivlin橡胶本构模型表征橡胶件的刚度与其结构尺寸和胶料硬度之间的相关性, 采用包括分数导数阻尼力元、摩擦力元和弹簧力元的动力学模型表征橡胶件刚度和阻尼的频变、幅变特性, 采用最小二乘法实现基于台架试验的模型参数识别; 对橡胶垫和定位橡胶节点的非线性特性进行仿真和台架试验, 验证了动力学模型的有效性; 在SIMPACK软件中定义自编力元, 进行车辆动力学性能分析, 有限元模型为动力学模型提供了基础的模型参数。分析结果表明: 橡胶垫和定位橡胶节点的刚度与胶料邵氏硬度基本呈正比关系, 硬度80 HA对应的刚度约为60 HA时的2倍; 载荷作用方向的胶料越少其对应方向的刚度越大; 橡胶垫的轴向和径向刚度解耦, 分别受高度和内外径尺寸影响, 橡胶垫轴向刚度随高度的下降率为0.2~0.6 MN·m-1·mm-1; 定位橡胶节点的芯轴尺寸改变引起其轴向和径向刚度同时变化, 定位橡胶节点径向刚度随内径的增长率为3.1~5.2 MN·m-1·mm-1; 采用非线性橡胶件动力学模型的车辆动力学仿真结果与传统等效力元模型结果差异为20%, 说明橡胶垫和定位橡胶节点动态参数的非线性对车辆动力学性能有显著影响。