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： 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： 光伏组件   低温环境   弯曲变形   有限元分析   铝边框   聚氨酯边框  

摘要： 针对低温环境下光伏组件的弯曲变形问题,通过有限元分析软件ANSYS对不同环境温度、边框材料和边框结构下的光伏组件弯曲变形情况进行了仿真分析。分析结果表明:随着环境温度降低,铝边框光伏组件的变形量显著增加,且变形集中在光伏组件两端;-40℃环境温度下,35框(边框横截面厚度为35 mm)光伏组件整体的变形量略大于30框(边框横截面厚度为30 mm)光伏组件的变形量;-40℃环境温度下,聚氨酯边框光伏组件的变形量低于铝边框光伏组件的变形量,是严寒地区光伏组件边框的优选材料。

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。

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： 浆态床渣油加氢装置   多通道柱塞阀   波状旋转升降式柱塞结构   有限元分析   型式试验  

摘要： 基于浆态床渣油加氢装置浆液介质易况积和结焦、操作条件苛刻的特点研制了多通道柱塞阀,设计出波状旋转升降式柱塞结构,并研发了适用于浆液介质的硬化材料和组合式填料密封结构。从设计输入出发,结合管道载荷和温度场对阀门的影响,详细阐述了四通道柱塞阀的结构设计和设计计算,并运用有限元分析方法对静水压和操作工况下的阀门进行应力分析。本文详细说明了阀门制造加工的关键要点,介绍了柱塞阀的性能试验和型式试验,通过阀门试验和工业装置应用验证了阀门的可靠性。本研究对多通道柱塞阀的设计、制造及国产化应用具有一定的指导意义。