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.     

结构模式对转向架构架扭转刚度的影响

将客车转向架焊接H形构架简化为由等截面直梁组成的模型,通过考察各梁在扭转载荷下的变形分布,研究降低构架扭转刚度的措施,并采用有限元方法对理论分析结果进行了验证。计算结果表明:侧梁上盖板开槽能使构架扭转刚度降低3%;改变横梁截面形式后,构架扭转刚度将减小19%,构架在超常载荷下的最大von_Mises应力降低3%。分析结果表明:构架侧梁上盖板开槽对其扭转刚度影响不大,并将引起局部区域较强的应力集中;横梁弯曲与扭转刚度对转向架构架扭转刚度有较大影响,将无缝钢管横梁改为箱型梁能够显著降低构架扭转刚度;同时,由于扭转刚度降低,构架在超常载荷下最大von_Mises应力也有所降低,轨道扭曲载荷对构架强度的影响减弱。     

“平面支架”实验验证支架力学行为公式

为了验证支架弹性径向刚度公式和塑性极限压力公式的准确性,提出了“平面支架单元”的概念,并根据血管支架真实弯曲单元的结构,制作了相同结构的平面形式支架单元试件.利用MTS材料试验机对平面支架单元试件进行拉伸试验,将试件实验测量的压力-半径曲线与弹性径向刚度和塑性极限压力公式预测的压力曲线对比.结果显示,支架撑开的弹性阶段,实验测量的弹性径向刚度和公式计算的弹性径向刚度差值在3%以内,进入塑性阶段,实验得到的曲线与公式接近. 实验验证了这两个公式准确且精度较高.      

肖家河桥拓宽改建工程现浇箱梁支架设计

支架的安全是一项工程得以顺利进行的重要前提.以肖家河桥拓宽改建工程为例,介绍了在老桥上方修建拓宽道路的新桥时,现浇箱梁支架设计.分析了其中的难点及可能产生的后果.详细介绍了支架设计方案和注意事项,采用Midas/Civil建立有限元模型,对施工全过程进行模拟,并介绍了计算模拟过程.计算结果表明:设计方案满足刚度和强度要求.     

轿车车门结构优化设计

利用Hyperworks软件对车门结构进行有效的参数修改与优化设计,以质量为目标,扭转刚度和频率为约束,在车门相对原始设计质量减少的情况下,提高了扭转刚度及一阶频率.通过不同优化方案对比,提出车门设计变量的选择原则,提高优化效率.     

轿车白车身动静态性能及灵敏度分析

建立了轿车白车身有限元模型,应用HyperWorks软件进行动静态性能分析,得到白车身的弯曲刚度和扭转刚度及前10阶自由模态的固有频率和振型,同时对弯曲刚度、扭转刚度、1阶弯曲频率和1阶扭转频率进行评价。在此基础上,采用直接灵敏度和相对灵敏度结合的方法对白车身各部件进行灵敏度分析。结果表明:白车身弯曲刚度、1阶弯曲频率和1阶扭转频率满足要求,扭转刚度不满足要求,需要提高,同时灵敏度分析为白车身性能的优化提供了参考价值。     

基于计算机模拟的车门扭转刚度的分析及评价

建立了车门变形分析的有限元模型,在2种工况下对车门的扭转刚度进行了分析。最后对车门关键部件对车门扭转刚度的影响进行了分析,并在此基础上提出了尺寸优化措施,在不减小车门扭转刚度的情况下,车门质量有所减轻,从而为车门轻量化的设计思想提供了参考。     

现浇箱梁跨城市道路门洞的设计及施工

文章结合某桥梁工程的施工,对现浇连续箱梁跨城市道路的门洞支架进行了设计,并着重对门洞支架的强度、刚度及稳定性进行了验算以确保工程施工的安全,同时阐述了门洞支架搭设的施工要点,为类似工程施工提供了借鉴。     

桥梁支架安全监测与有限元模拟分析研究

桥梁支架法因施工简单、整体性好,在桥梁建设中被广泛应用,但若支架受力状态控制不当易造成倒塌事故,对支架进行安全监测与计算分析显得尤为重要。以某桥建设过程中架桥机支架为研究对象,通过运用有限元结构分析软件Midas/Civil,建立了架桥机底部钢管支架的有限元模型,在此基础上对钢管支架的强度、刚度及稳定性等方面进行计算分析,为之后类似桥梁施工提供参考。     

机车打滑时传动系统的自激扭转振动

为研究机车发生打滑时传动系统扭转振动,针对机车单轮对传动系统,考虑轮对以及电机与轮对间的扭转刚度,建立了简化的机车传动系统扭转振动方程.当轮轨间的平均蠕滑率超过临界蠕滑率时,产生了传动系统扭转振动极限环,表明传动系统产生了自激振动.对不同工况下传动系统扭转振动频率的计算结果表明,当自激振动发生时,系统的扭转振动频率与其扭转固有频率一致.因此,检测轮对的扭转振动频率可以判断车轮是否打滑.     

Topology optimization design and strength analysis of the hoist bracket for rescue helicopters

The hoist bracket links the rescue hoist with the helicopter cabin, and its structure design greatly affects the operation convenience and safety of the hoistman and lifeguard in the rescue process with a helicopter.This paper firstly builds the force model of the hoist and bracket, and gives five kinds of typical working conditions as the design ones of the bracket. Then this paper puts forward a design process of the hoist bracket based on the topology optimization and strength analysis with the 3D modeling and finite element analysis. This design process can make the bracket’s structure lightweight by achieving the optimal material layout under the conditions of maximizing the static stiffness or minimizing the compliance of the bracket. And this improves the dynamic performance of the helicopter, and reduces the fuel consumption and cost under the strength constraints. Finally,taking the design of the hoist bracket used in a rescue helicopter as an example, this paper illustrates the proposed model and method. The analysis results show that the mass of the hoist bracket decreases by 12.5% while the static stiffness of the hoist bracket is achieved. The optimization design results meet the strength requirements of the hoist.     

基于SolidThinking Inspire的牵引车平衡轴支架结构优化

以某牵引车平衡悬架的平衡轴支架为对象,基于Optistruct求解器建立平衡悬架总成的有限元模型,设置单边跳动、满载制动和满载转弯工况并进行了静力学分析;在SolidThinking Inspire中采用拓扑优化方法,以支架刚度作为优化目标,以支架厚度作为约束条件,对支架进行拓扑优化设计,在CATIA中重新建立优化后的支架模型并进行验证。结果表明:优化后的支架在单边跳动和满载转弯工况下的最大应力分别下降了16.0%与10.3%,满载制动工况下的最大应力升幅为15.4%,减重近12%。     

连续刚构桥墩旁托架的设计与有限元分析

墩旁托架是高墩混凝土桥悬臂浇筑时常用的临时支架,需要保证施工过程中的结构可靠性,因此,托架必须满足强度、刚度和稳定性要求。主要介绍山西神河高速公路一高墩大跨连续刚构桥墩旁托架的设计以及用结构分析软件Midas/civil对托架进行的有限元分析和计算结果。通过计算分析可知,托架各杆件强度、刚度及稳定性均满足要求。     

超大跨径CFRP主缆悬索桥动力特性参数分析

为了研究超大跨径碳纤维（CFRP）主缆悬索桥的动力性能,以某海峡为工程背景,设计了主跨3 500 m的CFRP主缆悬索桥.基于ANSYS软件平台,分析了该CFRP主缆悬索桥的动力特性,探讨了矢跨比、主缆安全系数、加劲梁约束体系和桥塔刚度等主要结构参数对其动力特性的影响.研究结果表明:矢跨比越大,扭弯频率比越大;主缆安全系数对动力特性影响不大;随跨径增大,加劲梁约束体系对动力特性的影响减小;增大桥塔顺桥向弯曲刚度可以提高对称竖弯基频,增大桥塔抗扭刚度可提高扭转基频.      

电动物流车蓄电池支架优化设计

创建组合工况,采用加速度加载的仿真方法,基于变密度法和“包裹面”方案对电动物流车蓄电池支架进行结构拓扑优化,并通过尺寸优化对支架进行轻量化设计,得到符合性能和轻量化要求的结构设计方案。仿真结果表明,优化后的蓄电池支架整体刚度提高了10.5%,总质量降低了29.2%.     

Non-linear aerothermoelastic modeling and behavior of a double-wedge lifting surface

The design of the re-entry space vehicles and high-speed aircraft structures requires special attention to the non-linear thermoelastic and aerodynamic instabilities. The thermal effects are important since temperature environment influences significantly the static and dynamic behaviors of flight structures in supersonic/hypersonic regimes. The dynamic behavior of a double-wedge lifting surface with combined freeplay and cubic stiffening structural nonlinearities in both plunging and pitching degrees-of-freedom (DOF) operating in supersonic/hypersonic flight speed regimes has been analyzed. In addition a third order piston theory aerodynamics (PTA) is used to evaluate the non-linear unsteady aerodynamic loads applied to the wing section. Loss of torsional stiffness that may be incurred by lifting surfaces subjected to axial stresses induced by aerodynamic heating is also considered. The aerodynamic heating effect is estimated based on the adiabatic wall temperature due to high speed airstreams. It is demonstrated that serious losses of torsional stiffness may occur in such lifting surfaces; the influence of various parameters such as flight condition, thickness ratio, freeplays and pitching stiffness nonlinearity are discussed.     

故宫太和殿一层斗拱竖向加载试验

为更好地保护古建筑,对故宫太和殿一层溜金斗拱在竖向荷载作用下的受力性能进行了静力试验.基于平身科、柱头科、角科斗拱的构造特征,制作 1:2 的比例模型进行竖向加载试验,讨论了不同斗拱在荷载作用下的破坏形式、内力及变形特征,探讨了斗拱的竖向刚度计算模型.结果表明:在竖向荷载作用下,太和殿一层斗拱的坐斗及与之相交的头翘、正心瓜拱容易破坏,下层构件受力小于上层构件;斗拱极限承载力从大到小依次为柱头科、角科和平身科,斗拱变形和残余变形从大到小依次为平身科、角科和柱头科,斗拱延性从大到小依次为平身科、柱头科和角科;溜金斗拱秤杆后尾受力不大.竖向荷载作用下太和殿一层斗拱竖向刚度计算可简化为三折线模型.      

基于HyperWorks的某车架铆接方式的对比分析

分别采用3种方式模拟某车架横梁和纵梁的铆接。利用HyperWorks的Optistruct求解器计算3种模型的弯曲、扭转刚度和模态。计算结果表明,rbe2单元模拟铆接比rbe2+beam单元模拟铆接的刚度大。弯曲、扭转刚度和模态频率的差别都小于5%,可以认为是等效的。由于点对点的rbe2模拟连接简单方便,在车架刚度、模态分析时推荐采用rbe2模拟铆接。     

互通匝道桥现浇连续箱梁满堂支架设计与计算

根据岢临高速公路互通立交连续箱梁施工实践,介绍了现浇连续箱梁满堂支架的设计,并对支架底模、横梁、纵梁强度、立杆受力、刚度和稳定性及地基承载力进行验算,并对预压过程进行观测,施工完成后各项指标均满足规范要求,较好地指导了本桥施工。     

某立交现浇箱梁施工支架设计

针对某立交桥施工中由于跨越已有高架桥所面临的支架顶部标高受限、底部净空要求严格、施工支架跨度大等实际问题,对原有贝雷桁架配合军用墩的施工方案进行了修改,选择HZ450型钢作为跨越高架桥的主体结构。由两边贝雷桁架所形成的悬臂结构来代替原方案中设于高架桥面上的临时支墩,以作为钢梁的两端支撑,从而形成由贝雷桁架与钢梁配合使用的施工支架平台,并对施工支架强度、刚度和稳定性进行了验算。实践证明,该施工方案是切实可行的。并对类似施工问题有一定的指导意义。