基于WorkBench的车辆差速器非圆锥齿轮副静态与模态特性分析

为进一步证明课题组研制的变传动比限滑差速器非圆齿轮副的结构性能,使用ANSYS WorkBench软件对差速器主要承载件进行静力学与模态分析,得到其应力、变形云图和齿轮副前6阶固有频率和振型,并对差速器进行台架试验,计算得到其锁紧系数值。结果表明:在齿轮副材料选用20CrMnTi的情况下,仿真和试验过程中的等效应力和最大变形值能够满足静力学要求,一阶固有频率远大于齿轮副工作频率,无共振现象发生。     

多轴轮毂电机驱动车辆动态负载特性研究

基于ADAMS建立了多轴轮毂电机驱动车辆动力学模型,绘出包括车速和转向半径在内的驱动电机动态负载特性曲面。分析了车辆直驶和转向工况下负载特性,通过动力学模型反向求解电机输出端负载,经功率匹配验证负载合理性。实验结果表明:负载功率匹配良好,车辆模型稳态转向特性良好。仿真结果集编制成负载特性曲面,较好地反映出车辆在不同行驶工况下各驱动电机动态负载变化特性。     

短初级双三相直线感应电机驱动系统能量链切换控制策略

为了避免两条独立能量链驱动的电机系统故障时刻故障能量链切除导致非故障能量链输出电流突增,实现系统故障模式下单能量链的安全运行,以工作于瞬态加速工况的短初级双三相直线感应电机为研究对象,给出了电机的控制模型.根据电机单能量链的运行特性,提出一种系统故障模式下的能量链切换控制策略,即在系统出现能量链故障后切除故障能量链 、...     

高g值可见光导引头缓冲系统仿真设计及验证

以可见光导引头橡胶垫缓冲减振结构为研究对象,确定橡胶材料的模型公式,建立橡胶垫缓冲减振的理论模型,验证使用ANSYS Workbench稳态和瞬态分析模块仿真分析的可行性;对橡胶垫材料属性进行线性化处理,通过设置不同的减振型式,在18 000 g工况下对镜片进行了强度校核,对比分析了减振效果,确定2片减振垫缓冲为最佳方案;用摆锤锤击等效冲击的方法验证了可见光导引头缓冲系统在高g值工况下能够正常工作。根据材料实验得到合适的橡胶参数,弹性模量取6 MPa,泊松比取0.47时,2片减振垫缓冲时镜片的安全系数能够达到4左右,验证了高g值条件下减振垫对光学镜片可靠性的影响,为后续研究奠定基础。     

某型机枪遥控武器站静动态特性仿真分析

为提高机枪遥控武器站机动性,研究机枪射击过程中架体的受力情况,针对武器站的模态特性及瞬态特性进行仿真分析,开展轻量化设计。在ANSYS软件中对武器站进行有限元建模,对结构进行模态分析、瞬态动力学分析,提取了机枪武器站的固有频率和固有振型,施加时变射击冲击载荷,得到了武器站结构的等值线云图等架体受力特性。根据振型数据特征进行结构优化。分析结果表明,模态特性分布有利,架体结构刚度在动态工况下仍有较大富裕。优化后的结构减轻质量,仍能满足载荷冲击的需求。     

基于ANSYS的车载式金属油罐有限元分析

利用有限元分析技术,应用ANSYS分析软件对车载式金属油罐罐体的结构强度进行了分析计算,得出在各种工况下的应力分布云图。通过对计算结果的分析,找出了产生最大应力的部位及原因,为金属油罐的优化设计提供了理论依据。     

基于FLUENT的适配器空泡流水动特性仿真

基于FLUENT软件,针对适配器空泡流的水洞实验展开建模仿真研究,建立了适配器和弹体缩比模型;对2种工况下一定张角的适配器空泡流水动特性进行了数值模拟;对结果进行了分析并与水洞实验进行了比较。结果验证了空泡理论同时为适配器空泡流水动特性仿真以及结构设计提供借鉴和参考。     

基于ANSYS的大型复合材料风力机叶片结构分析

基于ANSYS软件,对某款应用于GL3A风场的1500kW大型复合材料风力机叶片进行了结构分析。分析结果表明:该叶片的振型以一阶挥舞和一阶摆振为主,其频率分别为0.86Hz和1.59Hz;在极限挥舞载荷作用下,该叶片有限元模型计算得到的叶尖挠度为8.445m,而该叶片全尺寸静力试验得到的极限挥舞载荷作用下的叶尖挠度为8.12m,计算值与试验值的误差只有3.8%;另外,该叶片的最大计算拉应力和压应力分别为228MPa和201MPa,而该叶片玻纤/环氧复合材料实测拉伸强度和实测压缩失稳强度分别为720MPa和380MPa,其计算最大应力只有对应实测极限强度的31.7%和52.9%。     

基于ABAQUS的曳光管套结构设计与强度分析

曳光弹丸发射过程中,在高过载和高膛压作用下曳光管壳可能发生大的塑性变形甚至断裂,影响曳光药剂正常燃烧,因此设计了用来固定和保护曳光管的管套。压螺与弹体螺纹连接和曳光管壳在高过载作用下的强度校核结果满足要求的前提下,利用ABAQUS软件仿真分析曳光管壳和管套在360 MPa膛压作用下的应力应变,结果显示：曳光管与方案1管套配合时的最大应力为1 026 MPa,最大应变为0.8;与方案2管套配合时的最大应力为844.7 MPa,最大应变为0.05。经分析可知,采用方案1管套时,曳光管壳的局部变形量可使曳光药剂断层、松散;而采用方案2管套时,曳光药剂强度不会发生破坏性变化。通过曳光性能射击试验验证了ABAQUS软件仿真分析结果。     

基于有限元法的脉冲负载下高弹联轴器轴向力计算方法

以应用于脉冲柴油机发电机组中的高弹联轴器为研究对象,利用CATIA建立高弹联轴器的三维模型导入到Hyper Mesh中进行有限元网格划分,再将其有限元模型导入ANSYS中进行仿真分析,模拟其橡胶块在脉冲负载作用下的动态性能,对高弹联轴器在柴油机输出扭矩和脉冲负载同时作用时产生的轴向力进行仿真计算。结果表明:高弹联轴器在该工况下产生的轴向力较大,并且橡胶块在受交变应力作用时产生多应力集中点。仿真结果与Rivlin经典理论计算结果有较好的一致性,可为消磁舰船动力装置、消磁电站发电机组等场合下的弹性联轴器的选型设计提供参考。     

某火控计算机印制板动力学特性仿真试验分析

针对装备中火控计算机在振动冲击环境下印制电路板上的引脚及焊点处往往首先失效,但该处的应力大小又难以通过实验测得的特点,利用ANSYS有限元软件对火控计算机中轴角转换板进行动力学分析——模态分析得到了其各阶固有频率和振型;谐响应分析求得了同一频率下不同位置的谐响应峰值;瞬态动力学分析确定了电路板在已知激励下各位置应力随时间变化曲线。其结果为进一步分析和研究元器件引脚及焊点失效提供了依据。同时,通过仿真可以找到电路板的薄弱环节并采取相应措施提高其可靠性。最后通过模态实验验证了模型的正确性。     

多级同步感应线圈装置温升计算方法优化研究

多级同步感应线圈装置发射过程瞬态能量巨大,可能造成电机损坏,有必要对电机温升进行研究,但考虑到瞬态热有限元仿真时间过长;电流丝法温升计算编程过于繁琐,工作量大等问题,将一维热网络模型计算方法应用于多级同步感应线圈装置中进行算法优化,将电机发热等效成一维传热问题,推导发射电机状态方程,通过Matlab构建同步感应线圈发射装置的一维热网络模型。仿真结果表明：通过不考虑散热情况的理论计算以及对比三维有限元计算结果,对一维计算结果进行校验,一维热网络模型仿真结果与前两者计算误差保持在10%以内。相比于瞬态热有限元仿真与电流丝法计算,在减少了模型搭建难度基础上,显著降低发射电机温升计算时间,提高仿真运算效率。     

轻小型电磁发射脉冲电源电磁损耗分析与计算

补偿脉冲发电机(compensated pulsed alternator,CPA)是电磁发射系统最具有应用前景的轻小型高功率脉冲电源之一,由于其高峰值脉冲放电的特殊性,使得电机内部温升急剧,对永磁体的安全工作、电枢绝缘材料的绝缘性能以及其他子系统的正常运行都会带来极大的隐患。为此,针对所研究的外转子式永磁励磁CPA的特殊放电形式,首先分析了其电磁损耗的产生机理,并在ANSYS Electromagnetics Maxwell中建立了CPA的二维瞬态电磁损耗分析有限元模型;然后,为模型设置了简化的外部开关放电电路;最后,分别计算得到了CPA短路放电工况和单脉冲放电工况对应的铁芯损耗、补偿筒涡流损耗及电枢欧姆损耗,为后续的温度场分布有限元计算提供了精确全面的热源数据。     

内置式环形耐压液舱不同周向范围的应力分析

为研究内置式环形耐压液舱在液舱周向范围变化时的力学规律,采用ANSYS有限元法对单壳体内置式耐压液舱进行了强度计算,对液舱与外界是否连通两种载荷工况下的应力情况进了比较分析。结果表明:在两种载荷工况下,液舱周向范围的变化对液舱应力变化的影响规律相同,但液舱内外相连通时的应力值更高;液舱周向范围280°左右时对结构的变形最为有利。     

连续高冲击试验装置动态作用过程仿真研究

针对多层侵彻引信的实验室短间隔连续冲击试验技术需求,设计了一种新型的旋转式连续高冲击试验装置,实现了连续冲击过程中冲击幅值和冲击频率同步提升.基于ANSYS/LS-DYNA建立了试验装置主要结构的有限元仿真模型,仿真获得了试验装置关键力学作用结构的应力分布和被冲击机构上的冲击接触力,结合冲击试验对有限元仿真结果进行了验...     

采用小弹性模量方法的空间飞网构型优化设计

飞网构型设计对提高空间飞网系统的展开抓捕性能具有重要意义。用小弹性模量分析方法对空间飞网构型优化设计问题进行研究。以绳网中内力分布均衡性为优化目标,选取飞网抛射过程中最大受力时刻为研究工况,赋予绳索单元极小弹性模量,进行静力学计算,并以变形后的结果为初始条件进行迭代分析。优化结果表明,绳网中的内力分布随迭代步数的增加而更趋于均匀。在不改变绳网拓扑结构的前提下,所建立的优化设计方法为空间飞网构型优化设计提供了一种参考途径。     

基于小弹性模量法的空间飞网构型优化设计

飞网构型设计对提高空间飞网系统的展开抓捕性能具有重要意义。用小弹性模量分析方法对空间飞网构型优化设计问题进行了研究。以绳网中内力分布均衡性为优化目标,选取飞网抛射过程中最大受力时刻为研究工况,赋予绳索单元极小弹性模量,进行静力学计算,并以变形后的结果为初始条件进行迭代分析。优化结果表明,绳网中的内力分布随迭代步数的增加而更趋于均匀。在不改变绳网拓扑结构的前提下,本文所建立的优化设计方法为空间飞网构型优化设计提供了一种参考途径。     

空降车着陆缓冲过程车体动态应力仿真研究

为了研究空降车着陆缓冲过程车体结构冲击响应,建立了车体有限元模型,运用显式有限元方法,结合实车空投试验的冲击加速度数据,以力的形式模拟车体着陆缓冲过程所受的冲击,仿真得到普通、恶劣和极限3种工况下着陆缓冲过程车体应力分布。结果表明:在3种着陆工况下,空降车左后立柱底端均为应力最大位置。研究结果可为空降车空投寿命预测及装备保障提供依据。     

基于FPGA的多功能双正交编码模拟模块开发

针对现有实时仿真系统只能模拟直线电机动子位置检测系统正常工况的问题,开发了基于FPGA的多功能双正交编码模拟模块。该模块可通过指定故障位置区间、传感器的工作状态、输出位置脉冲信号的占空比,以及相位差模拟位置传感器模块在各种故障工况下输出的位置脉冲信号,从而检验位置检测系统后续功能模块和直线电机系统各底层控制器在各种故障工况下的软硬件性能以及算法的准确性和有效性,降低了设备研发与调试风险,加快设备研发进度。仿真与实验结果表明：多功能双正交编码模拟模块可模拟位置传感器在各种故障工况下输出的位置脉冲信号,满足了模块的预定功能要求。     

微小管道机器人机构设计及动力学分析

设计了一种蠕动式微小管道机器人,采用三组直流电机与螺旋传动装置,通过控制三组电机顺序协调动作,实现了机器人的蠕动前进。研究了机器人在竖直管道中驱动负载的情况,以及爪子适应管径变化的力学调节特征。利用ADAMS动力学分析软件,对机构做了运动学和动力学仿真,通过仿真得到了牵引力和移动速度与结构参数之间的关系。仿真表明,机器人可以适应15~20mm的管道,驱动力达到28N,移动速度为6mm/s。