关键词： 304不锈钢   Q235低碳钢   搅拌摩擦焊接头   有限元模拟  

摘要： 针对异种金属焊接接头易于发生电偶腐蚀,基于腐蚀电化学原理,将动电位极化曲线参数和金相组织面积比例等作为边界条件,采用有限元分析软件COMSOL对Q235低碳钢和304不锈钢(SS304)异种钢FSW接头不同区域腐蚀行为进行了预测,研究了焊接接头不同区域宏观和微观电偶腐蚀电位分布和电流密度的变化规律。结果表明,在宏观电偶腐蚀中,腐蚀深度的最大值位于SS304后退侧(RS_(304))与搅拌区(SZ)的交界处,约为Q235低碳钢母材(BM_(Q235))的5倍,各区电流密度随腐蚀时间的增长而增大,在微观电偶腐蚀中,腐蚀深度的最大值位于SS304侧搅拌区(SZ_(304))与Q235侧搅拌区(SZ_(Q235))的交界处,约为BM_(Q235)的1.2倍,并且珠光体组织面积比例越大,耐蚀性越差。采用该有限元模型可以预测异种钢搅拌摩擦焊接头不同区域的腐蚀行为。

关键词： 前桥   转向梯形   横拉杆臂   载荷   强度   紧固件   有限元  

摘要： 前桥是汽车行驶系统的重要组成部分,承担载重(或驱动)和转向功能。前桥转向部分是利用转向节摆动角度来实现汽车的转向功能,而转向角的准确度影响汽车行驶的稳定性和舒适性。不合适的转向角易造成车辆前轮摆振、偏磨吃胎等影响行车安全性风险。因此,本文以某垂直额定轴荷为5.5t鼓式前桥总成为例(应用于4X2型载货汽车),对转向部分进行分析,包括转向梯形的转角,横拉杆臂的载荷与强度,紧固件,横拉杆臂有限元分析,提供解决策略,为产品的设计提供一定的参考与借鉴。

关键词： 高大建筑物   深基坑工程   基坑支护   有限元分析   Midas GTS NX  

摘要： 高大建筑物为拓展地下空间或保证本身的稳定性,在建设时会涉及深基坑工程施工,深基坑工程安全施工的关键在于支护结构稳定。文章借助Midas GTS NX三维有限元分析软件,针对基坑开挖后支护结构的变形情况进行了有限元模拟,并将深基坑工程支护结构模拟的位移情况与实际位移情况进行对比分析,检验了基坑支护设计的合理性、安全性和经济性,可为相关基坑支护设计提供依据和经验。

关键词： 有限元   发动机   涡轮盘   应力分析  

摘要： 以某型航空发动机高压二级涡轮盘为研究对象,应用UG软件构造了其几何模型,导入HyperMesh有限元软件中建立了三维有限元分析模型,确定了载荷和边界条件。通过Nastran计算完成了高压二级涡轮盘在典型转速状态下的应力场分布情况,为以后发动机涡轮盘的设计改进提供了参考依据。

关键词： 重载   多关节机器人   机械结构   有限元  

摘要： 文章针对安装高度空间有限的重型货物搬运问题,设计了一种重载水平多关节装卸机器人。为减小高度空间占用,该机器人结构采用大臂小臂等高串联的形式和钢丝绳卷扬形式的升降轴;为扩大小臂的回转范围,设置了随动传动机构的辅助臂。同时,对装卸机器人的控制系统进行了设计,并根据不同极限工况下的受载情况,对整机进行了有限元分析。结果表明,最大应力发生在工况一时辅助臂上,最大值为199.8MPa。最大变形量发生在工况一时,节点最大综合位移为35mm,机器人结构设计合理。

关键词： 太赫兹表面等离激元共振   InSb光栅   生化传感   多孔材料  

摘要： 仿真设计了一种光栅耦合型太赫兹(THz)表面等离激元(SPP)共振生化传感结构,该结构通过在锑化铟(InSb)基底表面刻蚀亚毫米光栅形成.基于波矢匹配方程的仿真结果表明,当TM偏振的THz平行波束以30°入射角照射到光栅区间时,光栅的–1和+1级THz衍射波束能够分别激励传播方向相反的低频SPP和高频SPP.由于采用商业THz时域谱装置可以准确测量低频SPP,本文系统地分析了低频SPP的共振和传感特性对光栅结构参数的依赖关系.仿真结果表明:InSb光栅耦合的THz-SPP共振传感芯片的折射率灵敏度随光栅周期的增大而减小;当光栅周期为120μm、入射角为30°时,折射率灵敏度为1.05 THz/RIU,在此条件下,传感芯片不能对生物分子单分子吸附层作出可探测的响应,究其原因是,低频SPP的消逝场穿透深度远大于生物分子尺寸,致使两者相互作用不足.为了探测生物分子,仿真分析了多孔薄膜覆盖InSb光栅的增敏方法.多孔薄膜具有分子富集作用,能够将THz表面波与生物靶标的相互作用从单分子尺度扩展至整个薄膜厚度,从而提高传感器的生物检测灵敏度.以酪氨酸吸附为例的仿真结果表明,当InSb光栅表面覆盖厚度为120μm、孔隙率为0.4的多孔聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜后,其吸附灵敏度为0.39 THz/单位体积分数.

关键词： 脱挂式矿山架空乘人索道   迂回轮   结构设计   有限元分析  

摘要： 传统矿山架空乘人索道作为地下矿井、巷道的重要载人设备存在速度慢、安全性低的缺点。据此提出了一种高速、安全的新型脱挂式矿山架空乘人索道方案,并对其迂回轮体进行了结构设计与优化分析。文中应用Ansys Workbench软件对初步设计的迂回轮体进行了强度分析,结果表明该方案安全系数过高,需进行优化设计。通过对腹板厚度为12 mm、16 mm的模型进行分析,确定了较为理想的腹板厚度为16 mm;同时为进一步减轻轮体质量、改善其受力情况,对轮体进行了开孔设计,确定了2孔间连接钢板宽度为180 mm的条件下开孔处内外侧圆角分别为100 mm、180 mm时,轮体结构较为合理。

关键词： 有限元分析   医用吊塔   医用桥梁式吊塔   轻量化设计  

摘要： 目的:为解决医用吊塔由于质量与体积过大所带来的安全风险和安装维护困难的问题,基于有限元分析对医用桥梁式吊塔进行轻量化设计。方法:采用Altair HyperWorks CAE平台建立医用桥梁式吊塔悬梁的有限元模型,在刚度和强度计算结果的基础上对其进行拓扑优化及尺寸优化。比较优化前后医用桥梁式吊塔悬梁端部的变形角度、最大应力及质量,并完成优化方案验证。结果:优化后的医用桥梁式吊塔悬梁模型相比原模型变形角度仅增加了0.05°,最大应力仅上升了9.1%,但质量减轻了20.2%。在4倍承载条件下优化后的医用桥梁式吊塔悬梁最大应力为240 MPa,承载性能满足相关要求。结论:该研究在保证医用桥梁式吊塔悬梁的刚度和强度性能满足要求的同时,实现了悬梁的轻量化设计。

关键词： 桥梁工程   连续梁桥   挂篮设计   有限元分析  

摘要： 连续梁悬臂施工及挂篮设计过程中,由于荷载简化不合理、施工不规范、材料性能不佳等因素导致安全问题频发。依托沪渝蓉高铁岩花特大桥连续梁工程实例,对菱形挂篮的主桁架系统、行走及锚固系统、导向系统、吊杆系统、底托系统进行结构设计,并通过数值模拟方法对挂篮结构刚度、强度及稳定性进行分析与优化设计,结合工程现场菱形挂篮悬臂施工工艺,提出特大连续梁桥施工控制要点,确保桥梁施工期间主体结构的受力与线形满足设计要求,同时可为类似连续梁桥悬臂施工及挂篮设计提供参考。

关键词： 齿轮   可靠性优化   改进响应面   有限元  

摘要： 为解决传统齿轮可靠性优化流程中引入的安全系数无法准确的反映齿轮可靠性水平以及在分析过程中无法找到各参数影响程度的问题,提出一种基于改进响应面与有限元相结合的可靠性优化分析方法。首先,采用改进响应面方法获取实验设计点,通过有限元软件获取实验数据建立设计矩阵;其次,通过MATLAB建立改进响应面方程,分析方程拟合优度;最后,将实验数据导入可靠性仿真模块进行可靠性优化仿真,通过拉丁超立方抽样得到齿轮可靠度。实验结果表明,改进响应面方程与传统响应面方程误差相当。优化后的齿轮结构可靠度相比优化前提高了6.35%,优化后最大等效应力降低了6.81%,质量降低了2.12%。改进响应面与有限元结合的方法可靠性优化效果最佳。