基于ANSYS Workbench的升降机安全座有限元分析

安全座作为升降机安全保护装置的重要组成部分,在货物自由跌落冲击下,可能产生断裂破坏现象。以某型升降机安全座为研究对象,通过Siemens NX与ANSYS Workbench进行协同仿真,对重要件安全座进行冲击有限元分析,得到安全座在冲击载荷下的变形和应力情况,找出危险部位,为安全座的进一步优化设计奠定了基础。     

基于SolidWorks的减摇鳍摇臂结构分析与改进

针对某船减摇鳍摇臂断裂故障,理论上分析造成故障的可能原因。用SolidWorks Simulation软件对摇臂进行应力及疲劳分析,仿真结果表明摇臂安全系数分布不均,整体可靠性低,仿真得出的摇臂易损部位与实际断裂位置一致。依据仿真结果对摇臂进行改进设计,改进后的摇臂能满足强度要求,安全系数分布均匀,经试验验证新摇臂工作良好。     

自升式修井平台悬臂梁及支承基座强度分析

对新研制的自升式修井平台悬臂梁及支承基座强度进行有限元计算仿真,得到整体应力分布规律,确定受力较大的部位,并进行现场应力测试实验。考虑到现场测试的不足,使用有限元计算仿真进行包括钻台、悬臂梁及支承基座自重的3种测试工况下整体结构的应力。结果表明,其结构最大应力值均小于钢材许用应力,满足设计要求;对较大应力处的艉部基座应力部位进行结构改进,使其应力降低,提高了整体结构的安全性。     

海底电缆埋设犁结构破坏原因分析与改进对策

运用ANSYS有限元软件对埋设犁在使用过程中出现的断裂失效现象进行了原因分析,确定了牵引起吊架铰点座位置耳板应力、机架与油缸座连接耳板处应力过大而超过材料的屈服极限引起破坏,提出了结构改进措施;对加强后的埋设犁结构进行整机有限元分析,验证了改进方案及有限元简化计算的准确性;探讨了有限元软件对埋设犁结构设计、计算及改进的应用价值。     

取料机悬皮凸缘联轴器优化设计

取料机悬皮驱动凸缘联轴器断裂会造成驱动平台坍塌,安全隐患严重。通过有限元应力分析,优化了凸缘联轴器的结构设计,减少结构的应力集中,并通过材料和加工工艺的改进提升了新联轴器的疲劳强度,避免断裂事故的发生,保障生产安全。     

预应力方法在预防横拉门船闸门库裂缝中的应用

针对横拉门船闸闸首门库极易在施工期产生裂缝的问题,尝试对门库的危险部位施加预应力技术。通过ANSYS有限元软件并结合Fortran语言,对横拉门船闸整个浇筑过程进行仿真分析得出门库部位应力分布情况,运用等效荷载法对门库部位施加预应力,并对施加预应力前后的闸首门库的温度应力进行对比分析。结果表明施加预应力后门库部位最大拉应力从1.98 MPa降低到了1.80 MPa,低于混凝土应力控制标准,验证了预应力方法在门库裂缝防治中的可行性     

基于有限元法的船舶轮机叶片改进设计研究

为了对船舶轮机叶片进行改进优化,本文通过建立的叶片有限元模型,计算轮机叶片在以水作为介质状态下的应力和应变数据,并对应力和应变数据进行可靠性分析,同时为了保证轮机叶片的正常工作,通过对轮机叶片的材料进行改进,利用多物理场有限元仿真软件COMSOL,计算3种不同材料的轮机叶片在流场中的应力和应变并进行对比,对轮机叶片的设计和改进具有重要的参考价值。     

大型绞吸式挖泥船定位钢桩插销孔应力及疲劳分析

对定位桩插销孔处的结构进行研究,分析插销孔的应力及疲劳问题。首先分析插销孔处易发生断裂的定位钢桩的结构形式,对销孔处的结构提出2种改进方案;然后,对2种改进的插销孔进行强度计算,根据计算结果并结合实际生产确定出较好的结构形式;最后,对改进后的销孔进行疲劳分析,得到其疲劳寿命,并指出最易发生疲劳失效的部位。     

基于分段吊装工艺的有限元分析

基于有限元TSV仿真软件建立15 000 DWT化学品船机舱241+242分段的弱框架结构有限元模型,计算分析得到该分段在吊装翻身过程中最大拉应力和最大剪应力均满足规范要求,但是Fr26处的变形最大,变形量达到3 050 mm。采用有限元分析方法得到机舱分段吊装时的应力分布和结构变形后,所提出的分段吊装改进措施合理有效,并验证了提出的局部结构加强吊装方案的合理性、安全性。     

中压交流真空断路器均压环抗冲击性能仿真分析

船舶机电设备的抗冲击性能是考核设备战时生命力的重要指标.本文基于ANSYS仿真软件,通过有限元仿真方法分析了断路器样机的均压环在冲击载荷作用下的结构稳定性,并依据分析结果对其结构及安装方式进行改进,改进后均压环不存在应力危险区域.     

14MnMo钢的宽板拉伸试验

按规范设计的焊接结构中,焊接接头是最薄弱的部位。这不仅是因为焊接热循环使接头区材质恶化,而且就缺陷的集中程度以及应力水平而言,该部位也是整个结构中的危险区域。因此,研究焊接接头的断裂特征,确定接头的转变温度,乃是焊接结构断裂安全分析的主要内容。试验方法虽然很多,但在目前,从模拟结构的拘束状态,以及材质和焊接工艺对接头断裂特征的影响来看,全板厚带缺口和残余应力焊     

桥吊小车减速箱轴断裂原因分析及改进

小车减速箱是桥吊牵引机构的重要组成部份,保证减速箱在工作中的正常运行,对提高桥吊的工作效率和安全性能有着重要意义。对齿轮轴断口进行宏观分析,结合有限元和材料力学等方面,深入地分析减速箱齿轮轴断裂原因,同时提出合理化的处理方案和改进措施。     

基于ANSYS的岸边集装箱起重机有限元分析

为了分析岸边集装箱起重机主体钢结构的强度、刚度和使用寿命,采用ANSYS有限元分析软件对岸边集装箱起重机进行有限元分析。采用Shell单元和Beam单元相结合的方法对结构进行建模,并对有限元结果进行分析。有限元计算结果表明,模型应力最大处位于连接铰点几何形状突变处附近。在前大梁与拉杆的连接部位添加加强板,改进后结构强度满足使用要求。对结构进行疲劳分析,结果表明前大梁累积损伤值最大。     

桥吊空腹副桁架主梁的剩余寿命估算

用ANSYS有限元分析软件对某桥吊空腹副桁架主梁跨中翼缘板在疲劳计算典型工况下的工作应力进行计算。根据《起重机设计规范》^[1]给出的疲劳许用应力基本值与应力集中情况等级和工作级别的关系、起重机工作级别与利用等级的关系和疲劳许应力计算公式,并利用S－N曲线基本公式,导出起重机结构“安全寿命”的估算方法。由此根据有限元计算结果分析主梁疲劳危险点的部位,推算主梁的剩余“安全寿命”。     

加筋板弹塑性断裂的J积分计算

以EPRI断裂分析方法为基础,对符合Ramberg-Osgood应力应变关系的材料,结合筋板相互影响系数,提出一个考虑材料应变硬化性能的船体加筋板弹塑性断裂的J积分计算公式,采用有限元软件ANSYS进行数值模拟,并比较理论计算结果与有限元模拟结果。结果表明:理论计算结果比较接近有限元模拟结果,表明该理论模型能较好地反映加筋板的断裂规律与加筋条的止裂性能,可直接用于加筋板在疲劳载荷作用下的理论分析,对于船体结构弹塑性断裂分析具有重要的参考价值。     

极限载荷下筒状重力锚结构强度数值模拟分析

本文根据实际工程要求设计一种满足特定指标的重力锚。依据重力锚二维设计图建立三维有限元模型,通过遴选重力锚工作过程中2种最具代表性的工况,使用有限元分析软件Abaqus对其进行结构强度分析。分析结果表明：针对吊装工况,重力锚吊耳与销钉接触部位应力最大;而在回收工况下,支撑筋板与应急解脱装置的接触部位应力最大。根据2种工况下的分析结果以及工程经验对重力锚各部件进行优化改进,最终得到既能满足特定工程需要又兼顾成本的重力锚设计方案。     

船用汽轮机叶片叶根区域强度特性及设计改进

某船舶汽轮机压力级封口叶片采用变型设计,其使用销钉结构连接叶片叶根及轮缘,由于在变型设计中将增大叶片高度,可能出现强度不足的情况,因此采用三维有限元强度分析方法对其叶片、销钉区域应力进行计算,发现其叶根轮缘部位应力过大,存在一定的失效风险。文章提出了对销钉、叶根轮缘进行优化的多种改进结构,使用理论计算及有限元计算结合的分析方法,获得了最佳的设计改进方案,最终叶根局部区域的最大等效应力下降了43%,轮缘局部区域最大等效应力下降了23%,该叶片局部的优化改进措施提升了该汽轮机组运行的可靠性。     

转管航炮闭锁机构有限元分析

针对某转管航炮射击时闭锁机构的受力情况和闭锁机构的结构特点,建立炮尾与炮闩闭锁装配体的有限元模型,进行非线性接触状态有限元分析。基于八面体剪应力强度理论的单参数屈服准则,分析炮尾-炮闩闭锁齿部位的应力分布情况。结果表明,炮尾和炮闩危险截面处应力小于材料的动态屈服极限,结构有一定的安全余量,炮尾和炮闩可以安全工作。同时分析炮闩闭锁齿接触面处的挤压应力,并将其与某转管舰炮闭锁齿相同部位处的挤压应力进行对比。结果表明二者在接触面积相差不大的情况下,接触面挤压应力明显降低,说明此闭锁机构的结构设计较为合理,应力分布情况良好。本文研究成果对类似转管火炮闭锁机构的结构设计具有一定借鉴意义。     

仓斗料位实施应变检测的选点及应用

在结构复杂的大容量固挂式钢体仓斗上,如何按性价比最优化原则,采用尽可能少的应力传感测点准确检测整个斗内固体物料流量的实时变化,其安装部位至为关键。对此,根据静力学原理进行三维建模和有限元分析,在导入模型及材料属性和模型网格划分基础上,模拟载荷添加和应力应变仿真计算得出结论,确定最佳安装范围。通过实地应用,效果十分理想,达到安全、稳定、节约和高效的预期目的。     

舰载发射装置动环断裂故障分析与改进

针对某型舰用发射装置涡轮泵发射系统中机械密封动环卡槽断裂故障,通过建立故障树对故障发生的可能原因进行筛查,并通过仿真分析、试验验证等方法对故障发生的原因进行逐一分析和排查,确定动环断裂的机理,得出导致动环断裂的原因是动环卡槽根部的应力集中。在反复交变应力的作用下,线切割产生的表面微裂纹发生扩展,最终发生断裂。针对上述机理,提出有效的纠正措施,对动环结构设计,加工工艺进行优化改进,通过对比试验验证有效解决动环断裂的故障。