关键词： 疲劳试验机   同轴度   应力   非共线   偏角   有限元分析  

摘要： 同轴度对疲劳试验机的影响极为显著。本文基于有限元仿真理论,分析在非共线与偏角工况下试样变形与应力变化规律。研究发现,在非共线工况下,试样出现横向挤压现象,试样会向着某个方向发生剪切变形,形成类似于S形的变形,试样表面变形较大一面的应力分布呈现明显的M形,与该应力分布呈面垂直的应力分布呈现扁平的M状态,应力剧烈变化段与最大差值部分集中在试样的根部位置,且随着偏置间距的增加,应力差值与曲线斜率逐渐增大。在偏角工况下,偏角的存在使得加载力可分解为水平与垂直方向的分力,试样呈现出C形的变形,沿试样表面变形较大一面的应力出现两个拐点,随着角度增大而差值增大,与该应力分布呈面垂直的应力分布在试样标距两端的根部出现拐点,且靠近固定端根部的位置应力差值最大,最容易发生断裂。在这两种工况下,截面应力均呈现循环分布的状态。

关键词： 引信   多工况   参数化仿真   Python   ABAQUS   有限元  

摘要： 针对引信在运输环境下的跌落冲击、运输振动仿真工作烦琐,无经验人员操作困难的问题,提出参数化解决方案,并基于Python语言建立了引信参数化仿真系统,实现了外部调用仿真软件ABAQUS,成功简化了仿真工作的前处理和后处理过程。首先,通过对引信仿真方案的深入分析,总结了仿真工作特定规律,有效降低了多工况仿真的重复性和复杂性。然后,通过试验验证了系统的有效性和可行性,该研究对引信在运输环境下的考核以及研发工作具有一定工程参考价值。

关键词： 机械加工精度   数控加工   误差补偿   有限元分析  

摘要： 通过对智能制造环境下机械加工精度控制问题进行深入研究,从刀具补偿和工艺参数优化两个方面进行分析,建立了基于机器学习的加工误差预测模型。利用有限元分析方法对加工过程中的变形进行仿真,提出了实时误差补偿策略,采用数字孪生技术构建加工过程监测系统,实现了加工参数的自适应调节,通过多组对比试验验证了所提出方法的可行性加工精度提升30%以上,工件表面粗糙度降低25%,研究结果表明,利用智能算法对机械加工过程进行建模和优化,能够有效提升加工精度,为精密零件制造提供技术支持。

关键词： 动态结构   耦合模型   仿真优化   多任务并行   多分支实例  

摘要： 为解决多因素耦合作用下复杂装备产品的设计优化问题,提出一种基于动态耦合模型和多分支并行仿真策略的CAE仿真优化方法。采用动态结构的分层分级的DEVS模型,自适应地构建CAE软件前处理、数值求解、后处理阶段的自动化耦合模型;针对CAE模型的关键参数,基于贪心算法构建多因素约束下的多分支实例模型;采用多任务并行仿真策略,高效计算多分支仿真结果;经过装备造价评估指标,实现方案优选。通过高铁/盾构装备设计仿真案例验证了其有效性和应用价值。

关键词： 软件开发   海管安装铺设   有限元   空间梁单元   静力学分析  

摘要： 以海洋工程管路安装铺设为背景,基于空间梁单元有限元理论,开发了一款海管吊装静力分析软件,用以计算膨胀弯和整体立管等海管的力学性质。通过有限元理论建立海管和吊绳的静力学模型,应用Micro⁃soft Visual Studio平台及C++程序语言完成主体程序的编写,利用Qt应用程序框架实现软件界面的可视化。算例表明,该软件与海工有限元软件OrcaFlex的计算结果相比误差很小,求得管道的最大von Mises应力和应变误差均在4%以内,验证了软件的准确性和可靠性。此外,计算在10 s内即可完成,可大大降低时间成本。该软件对海管安装铺设的部分场景有一定的指导作用。

关键词： 有限元分析   结构优化   机械设计   性能提升   数值模拟  

摘要： 有限元分析(FEA)已广泛应用于机械产品设计中,用于预测和评估产品的性能。通过将产品分解为有限个小单元,FEA能够准确模拟产品在不同工况下的响应,为结构优化提供数据支持。本文将探讨有限元分析在机械产品设计中的应用,并结合结构优化技术,分析如何通过调整设计参数,提升产品性能、减少重量、提高强度等目标。通过实例分析,展示有限元分析与结构优化结合的实际应用效果,探讨未来的发展趋势。

关键词： 工业机器人   柔性执行器   气压驱动   有限元分析   实践教学  

摘要： 为了解决当前工业机器人实践教学中刚性结构执行器无法满足多样化抓取需求的问题,设计并测试了一种适用于工业机器人实践教学的柔性执行器实验装置。基于人手指结构和运动特性,采用高速气网型执行器结构,结合超弹性材料Dragonskin30设计柔性执行器。利用Abaqus有限元分析软件优化设计方案,并通过实物制作和仿真分析验证了柔性执行器的弯曲性能和尖端力。实验结果表明,该柔性执行器能够有效抓取易碎、易变形及不同尺寸的物体,具备良好的运动性能,为工程实践教学提供了一种解决方案。

关键词： 全膝关节置换   股骨前皮质切迹   骨质疏松   膝关节股骨假体周围骨折   生物力学   三维有限元分析  

摘要： 背景:全膝关节置换后发生膝关节股骨假体周围骨折是常见并发症之一,目前对不同骨质强度条件下发生膝关节股骨假体周围骨折的生物力学研究欠缺,三维有限元分析可为临床提供生物力学基础。目的:探讨不同骨质强度下全膝关节置换过程中发生股骨前皮质切迹的生物力学变化,为临床预防膝关节置换后发生膝关节股骨假体周围骨折提供力学理论基础。方法:获取健康成年人的股骨CT数据,运用Mimics、Geomagic studio、Solidworks软件建立膝关节股骨侧置换三维模型,然后构建不同深度的股骨前皮质切迹模型,将模型导入到ANSYS软件并分析不同骨强度、不同股骨前皮质切迹深度对股骨髁上生物应力的影响,并分析股骨前皮质切迹骨水泥填补前、后的股骨前髁截面应力变化。结果与结论:①任何骨质强度下,髁上应力都随股骨前皮质切迹深度加深而增加;在正常骨质情况下,当股骨前皮质切迹深度在3 mm和4 mm间有一个应力突变点;在骨质疏松情况下,当股骨前皮质切迹深度在2 mm和3 mm间有一个应力突变点;②膝关节置换过程中发生股骨前皮质切迹且深度超过骨皮质厚度时,随着骨质强度降低,股骨髁上应力逐渐增大;③使用骨水泥填补股骨前皮质切迹深度为3 mm的模型,股骨前髁截面应力下降;④结果显示,膝关节置换过程中应该避免股骨前皮质切迹出现,特别是骨质疏松患者;如术中出现股骨前皮质切迹且深度超过骨皮质厚度时,可以采用骨水泥均匀填充股骨前皮质切迹以降低股骨髁上应力,降低膝关节股骨假体周围骨折的发生率。

关键词： 采煤机滚筒   齿座定位   变位机   有限元分析  

摘要： 在采煤机滚筒齿座定位焊接系统中,变位机的质量直接影响齿座焊接定位精度。因此,设计了一种与机器人协同工作的高精度变位机,对变位机的关键部件做了有限元分析,并在企业进行了工业性试验,表明齿座定位精度提高了3.6倍,确保了齿座焊接定位精度的设计要求,提高了生产效率。

关键词： 无缝桥梁技术   桥头搭板   有限元法   温度响应   中小跨径桥梁  

摘要： 为研究半整体式无伸缩装置桥梁技术在高速公路上的实际应用情况,结合相似气候、地质条件下的崇明北沿公路2座已建无缝桥梁的相关数据,以G318高速公路上的典型桥梁东大盈桥为应用场景,以温度场、台后填土摩阻因数等为关键参数,对桥头搭板模型进行了有限元仿真分析。研究结果表明,相较崇明无缝桥梁,东大盈桥的应力、位移等力学指标增幅较小,表明G318高速公路上的中小跨径桥梁可采用半整体式无伸缩装置的桥梁结构形式,且效果良好。课题可为无缝桥梁技术应用的可行性研究及后续搭板设计提供数据基础和理论支撑。